JP5695085B2 - Lighting device with viscoelastic light guide - Google Patents
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Description
本開示は、照明装置、特に、電子表示装置において、バックライトアセンブリとして使用することができる、照明装置に関する。 The present disclosure relates to a lighting device, and more particularly to a lighting device that can be used as a backlight assembly in an electronic display device.
液晶ディスプレイ(LCD)装置といった電子表示装置は、コンピュータのモニター、テレビ、手持ち式装置、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラを含む種々の用途に使用されている。典型的なLCD装置において、LCDパネルは、画像が生成されるように、パネルに光学的に結合される、1つ以上の線光源又は点光源によってバックライトを当てられる。光源は、光ガイド、拡散フィルム、輝度上昇フィルム、多層光学フィルム等を含む、特定の配設の光学基材又はフィルムを使用して、LCDパネルに光学的に結合することができる。LCD装置は、両方がLCDパネルに接合することができるハウジングに格納され、好適に設計された配設の光学フィルムに光学的に結合される1つ以上の光源を含む、バックライトアセンブリを使用して、製造されることが多い。 Electronic display devices such as liquid crystal display (LCD) devices are used in a variety of applications including computer monitors, televisions, handheld devices, digital still cameras, and video cameras. In a typical LCD device, the LCD panel is backlit by one or more line or point light sources that are optically coupled to the panel so that an image is generated. The light source can be optically coupled to the LCD panel using a specific arrangement of optical substrates or films, including light guides, diffusion films, brightness enhancement films, multilayer optical films, and the like. The LCD device uses a backlight assembly that includes one or more light sources housed in a housing that can both be bonded to an LCD panel and optically coupled to a suitably designed optical film. Often manufactured.
本明細書において、照明装置を開示する。ある実施形態では、照明装置は、粘弾性光ガイドと、その粘弾性光ガイド上に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって、光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。粘弾性光ガイドは感圧性接着剤を含んでもよい。 In this specification, an illuminating device is disclosed. In certain embodiments, an illumination device emits by a light source, an optical article comprising a viscoelastic light guide and a nanovoided polymer layer disposed on the viscoelastic lightguide and comprising a plurality of interconnected nanovoids. And a light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that the light to be entered enters the viscoelastic light guide and is transported within the light guide by total internal reflection. The viscoelastic lightguide may include a pressure sensitive adhesive.
ある実施形態では、照明装置は、粘弾性光ガイドと基材との間に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層と、ナノボイド化ポリマー層と粘弾性光ガイドとの間に形成され、複数の第1の特徴部を含む第1の境界面と、ナノボイド化ポリマー層と基材との間に形成され、複数の第2の特徴部を含む第2の境界面と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。 In certain embodiments, the lighting device is disposed between the viscoelastic lightguide and the substrate and includes a nanovoided polymer layer comprising a plurality of interconnected nanovoids, and between the nanovoided polymer layer and the viscoelastic lightguide. A first interface including a plurality of first features; a second interface formed between the nanovoided polymer layer and the substrate and including a plurality of second features; And a light source optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. ,including.
ある実施形態では、照明装置は、基材と、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層との間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。 In certain embodiments, the lighting device includes an optical article that includes a viscoelastic lightguide disposed between a substrate and a nanovoided polymer layer that includes a plurality of interconnected nanovoids, and light emitted by the light source. A light source optically coupled to the viscoelastic light guide so as to enter the viscoelastic light guide and be conveyed within the light guide by total internal reflection.
ある実施形態では、照明装置は、ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、そのナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が複数の第1の特徴部を含み、かつその境界面と反対側の粘弾性光ガイドの表面が、複数の第2の特徴部を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。 In certain embodiments, the lighting device is an optical article that includes a viscoelastic lightguide disposed on a nanovoided polymer layer, the nanovoided polymer layer including a plurality of interconnected nanovoids, the viscoelastic lightguide The interface formed between the nanovoided polymer layer includes a plurality of first features, and the surface of the viscoelastic light guide opposite the interface includes a plurality of second features. An optical article and a light source optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. Including.
ある実施形態では、照明装置は、第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、第1のナノボイド化ポリマー層が複数の第1の相互接続されたナノボイドを含み、第2のナノボイド化ポリマー層が複数の第2の相互接続されたナノボイドを含み、その粘弾性光ガイドと第1のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第1の境界面が複数の第1の特徴部を含み、かつその粘弾性光ガイドと第2のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第2の境界面が複数の第2の特徴部を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。 In certain embodiments, the lighting device is an optical article that includes a viscoelastic lightguide disposed between the first and second nanovoided polymer layers, wherein the first nanovoided polymer layer comprises a plurality of first A plurality of interconnected nanovoids, wherein the second nanovoided polymer layer includes a plurality of second interconnected nanovoids and is formed between the viscoelastic lightguide and the first nanovoided polymer layer The first interface includes a plurality of first features, and the second interface formed between the viscoelastic light guide and the second nanovoided polymer layer has a plurality of second features. A light source optically coupled to the viscoelastic light guide so that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection And including.
ある実施形態では、照明装置は、第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、その第1のナノボイド化ポリマー層が複数の第1の相互接続されたナノボイドを含み、その第2のナノボイド化ポリマー層が複数の第2の相互接続されたナノボイドを含み、その粘弾性光ガイドと第1のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第1の境界面が、粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する複数の第1の特徴部を含み、その粘弾性光ガイドと第2のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第2の境界面が粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射する複数の第2の特徴部を含み、かつ基材がその粘弾性光ガイドの反対に第1のナノボイド化層上に配置され、第1のナノボイド化層と基材との間に形成される第3の境界面が線状のプリズムのアレイを含み、かつその第3の境界面と反対側の基材の表面が円筒レンズのアレイを含む、光学物品と、光源によって放出される光が、粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。 In certain embodiments, the lighting device is an optical article that includes a viscoelastic lightguide disposed between the first and second nanovoided polymer layers, the first nanovoided polymer layer comprising a plurality of first nanovoided polymer layers. One interconnected nanovoid, and the second nanovoided polymer layer includes a plurality of second interconnected nanovoids formed between the viscoelastic lightguide and the first nanovoided polymer layer A first interface that includes a plurality of first features that extract light carried in the viscoelastic lightguide, between the viscoelastic lightguide and the second nanovoided polymer layer. The formed second interface includes a plurality of second features that reflect light being conveyed within the viscoelastic lightguide, and the substrate is first nanovoided opposite the viscoelastic lightguide A first nanovoid disposed on the layer An optical element wherein the third interface formed between the layer and the substrate comprises an array of linear prisms, and the surface of the substrate opposite the third interface comprises an array of cylindrical lenses An article and a light source optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection.
ある実施形態では、照明装置は、粘弾性層と接着剤層とを含む粘弾性光ガイドと、その粘弾性光ガイドと反対側の接着剤層上に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。 In certain embodiments, a lighting device includes a viscoelastic lightguide including a viscoelastic layer and an adhesive layer and a plurality of interconnected nanovoids disposed on the adhesive layer opposite the viscoelastic lightguide. A viscoelastic light guide, such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is transported within the light guide by total internal reflection. An optically coupled light source.
ある実施形態では、照明装置は、第1の及び第2の接着剤層の間に配置される粘弾性層を含む粘弾性光ガイドと、その粘弾性層と反対側の第1の接着剤層上に配置され、複数の第1の相互接続されたナノボイドを含む、第1のナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、その粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む。 In some embodiments, the lighting device includes a viscoelastic lightguide that includes a viscoelastic layer disposed between the first and second adhesive layers, and a first adhesive layer opposite the viscoelastic layer. An optical article comprising a first nanovoided polymer layer disposed on and comprising a plurality of first interconnected nanovoids, and light emitted by the light source enters the viscoelastic lightguide. A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide so as to be conveyed within the light guide by total internal reflection.
ある実施形態では、照明装置であって、ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、そのナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、その粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される第1の境界面が複数の第1の特徴部を含む、光学物品と、光源によって放出される光が、その粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって光ガイド内で搬送されるように、粘弾性光ガイドに光学的に結合される光源と、を含む、照明装置。 In certain embodiments, an illumination device is an optical article that includes a viscoelastic lightguide disposed on a nanovoided polymer layer, the nanovoided polymer layer including a plurality of interconnected nanovoids, An optical article in which a first interface formed between the elastic light guide and the nanovoided polymer layer includes a plurality of first features and light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide And a light source optically coupled to the viscoelastic light guide to be conveyed within the light guide by total internal reflection.
照明装置を使用して画像を提供することができ、画像は標示又はマーキングであることができる。照明装置は、電子表示装置において使用することができる。 An illumination device can be used to provide the image, and the image can be a sign or a marking. The lighting device can be used in an electronic display device.
本発明のこれらの態様及び他の態様は、以下の「発明を実施するための形態」に記載される。課題を解決するための上記手段は、いかなる場合にも特許請求される発明の主題を限定するものとして解釈されるべきではなく、発明の主題は本明細書に記載される特許請求の範囲によってのみ定義される。 These and other aspects of the invention are described below in the Detailed Description. The above means for solving a problem should not be construed as limiting the subject matter of the claimed invention in any way, but only by the scope of the claims described herein. Defined.
本発明の利点及び特徴は、以下に提供される「発明を実施するための形態」と関連させて以下の図面を考慮することにより、より完全に理解され得る。図は、様々な物品の概略図であり、必ずしも縮尺どおりに描画されているわけではない。
本開示は、すべて2010年1月13日に出願された、米国特許仮出願第61/294671号(Wolkら);同第61/294610号(Wolkら);同第61/294600号(Wolkら);及び同第61/294577号(Wolkら)に関し、これらの開示は、本明細書において、その全体として、参照することにより組み込まれる。本開示はまた、WO 2010/005655 A2号(Shermanら)に関し、この開示は、本明細書において、その全体として、参照することにより組み込まれる。 No. 61/294671 (Walk et al.); 61/294610 (Wolk et al.); 61/294600 (Walk et al.), All filed on Jan. 13, 2010. ); And 61/294777 (Walk et al.), The disclosures of which are hereby incorporated by reference in their entirety. The present disclosure also relates to WO 2010/005655 A2 (Sherman et al.), The disclosure of which is hereby incorporated by reference in its entirety.
以下の説明において、本明細書の一部を構成し複数の特定の実施形態が例として示される一連の添付図面を参照する。本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく、その他の実施形態が検討され、作成され得ることを理解されたい。したがって、以下の「発明を実施するための形態」は、限定する意味で理解すべきではない。 In the following description, reference is made to a series of accompanying drawings that form a part hereof, and in which are shown by way of illustration several specific embodiments. It should be understood that other embodiments may be considered and made without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Accordingly, the following detailed description is not to be taken in a limiting sense.
本発明は、微細複製された低屈折率材料、及び光学的に透明な接着剤を含む、高角バックライト(HABL)を説明する。HABLは、3M(商標)3Dフィルムに基づき、一時的に多重化される3D LCDディスプレイの不可欠な部分である。1つ又は両方の主表面が、レンズ、プリズム、又は他の抽出特徴部といった、構造的な光学要素を有する、構造化された光ガイドを説明する。HABLの底部表面上の抽出特徴部、及び上部表面上のレンズの形状は、ガイドの片側に注入される光が、規定の角度(通常、±10°以内で、エネルギーの90%で70°)で、上部表面から、注入側と反対のガイド上方の半分の半球に放出されるように、設計される。いくつかの実施形態は、多くの代替的構造を含め、説明される。提唱される物品は、2つの主表面を有する低いヘイズ及び高い透明性の粘弾性固体(粘弾性光ガイド)、加工された微細構造化表面を有する低屈折率ナノ発泡体(ナノボイド化ポリマー層)を含み、粘弾性固体物体の少なくとも1つの主表面が、低屈折率ナノ発泡体の構造化された表面と一致し、光源が、光を粘弾性固体物体に注入するように構成される。 The present invention describes a high angle backlight (HABL) comprising a microreplicated low refractive index material and an optically clear adhesive. HABL is an integral part of 3D LCD displays that are based on 3M ™ 3D film and are temporarily multiplexed. A structured light guide is described in which one or both major surfaces have structural optical elements such as lenses, prisms, or other extraction features. The extraction features on the bottom surface of the HABL and the shape of the lens on the top surface are such that the light injected into one side of the guide is at a specified angle (typically within ± 10 ° and 70 ° at 90% of the energy) Thus, it is designed to be emitted from the upper surface into the half hemisphere above the guide opposite the injection side. Some embodiments are described, including many alternative structures. The proposed article is a low haze and high transparency viscoelastic solid (viscoelastic lightguide) with two major surfaces, a low refractive index nanofoam (nanovoided polymer layer) with a textured microstructured surface And at least one major surface of the viscoelastic solid object is coincident with the structured surface of the low refractive index nanofoam and the light source is configured to inject light into the viscoelastic solid object.
また、HABLを製作するために採用され得るプロセスが説明する。HABLは、典型的に、2つの微細複製されたフィルムを、透明なアクリルの固体光ガイドスラブの主表面に接着することによって構築される。構造化されたフィルムの接着は、UV硬化性の光学的に透明な樹脂シロップ剤、又は光学的に透明な転写接着剤のいずれかを使用して達成される。 Also described are processes that can be employed to fabricate the HABL. HABLs are typically constructed by adhering two microreplicated films to the major surface of a clear acrylic solid lightguide slab. Structured film adhesion is accomplished using either a UV curable optically clear resin syrup or an optically clear transfer adhesive.
提唱されるプロセスは、少なくとも1つの支持体フィルムを提供する工程と、支持体フィルム上に、低屈折率ナノ発泡体を微細複製する工程と、構造化されたナノ発泡体フィルムを粘弾性材料に積層して、光ガイドアセンブリ(光学物品)を形成する工程と、右側から注入される光が、主に、主表面上方の左半分の半球に出て、左側から注入される光が、主に、主表面上方の右半分の半球に出るように、アセンブリの主表面にわたり、アセンブリの右側及び左側に注入される、点源のアレイからの光を分配するように、アセンブリを構成する工程と、を含む。 The proposed process includes providing at least one support film, microreplicating a low refractive index nanofoam on the support film, and converting the structured nanofoam film into a viscoelastic material. Laminating to form a light guide assembly (optical article) and the light injected from the right side mainly exits the left half of the hemisphere above the main surface and the light injected from the left side mainly Configuring the assembly to distribute light from the array of point sources injected into the right and left sides of the assembly across the main surface of the assembly so as to exit the right half hemisphere above the main surface; including.
一連の構造化された光ガイドアセンブリは、光学的に透明な接着剤(OCA)、及びOCAが低屈折率構造に押し付けて成形される、微細構造化低屈折率材料に基づく。図12a及び12bに示されるものといった、ある実施形態では、接着剤は、主要光ガイド体として作用する。しかしながら、接着剤充填光学素子が、固体ガイドに結合される事例が提示される。 A series of structured light guide assemblies are based on an optically clear adhesive (OCA) and a microstructured low refractive index material that is shaped by pressing the OCA against the low refractive index structure. In some embodiments, such as those shown in FIGS. 12a and 12b, the adhesive acts as the main light guide body. However, cases are presented where the adhesive filled optical element is coupled to a solid guide.
提唱されるバックライト複合アセンブリは、現在分離されている、フィルム及び機能を一体化する。提唱されるバックライト複合アセンブリの構造は、より簡素であり、そのため、それらの製作は対費用効果が高い可能性がある。最後に、アセンブリの埋め込まれた光学構造は、バックライトの改善された耐久性をもたらし得る。 The proposed backlight composite assembly integrates the currently separated films and functions. The structure of the proposed backlight composite assemblies is simpler, so their fabrication can be cost-effective. Finally, the embedded optical structure of the assembly can provide improved durability of the backlight.
図1a及び1bは、本明細書において開示される照明装置の実施形態を示す。図1aにおいて、照明装置100は、粘弾性光ガイド110に光学的に結合される光源50と、光ガイド上に配置されるナノボイド化ポリマー層120とを含む。支持体130は、ナノボイド化ポリマー層上に配置され、装置の任意の構成成分である。粘弾性光ガイド、及びナノボイド化ポリマー層は、本明細書において、光学物品と称される。図1bにおいて、照明装置102は、ナノボイド化層120と反対側の光ガイド上に配置される第2のナノボイド化ポリマー層125を含む。
1a and 1b show an embodiment of a lighting device disclosed herein. In FIG. 1 a, the
粘弾性光ガイド
本明細書において開示される照明装置は、光ガイドを含み、1つ以上の光源によって放出される光が、光ガイドに進入し、屈折の法則及び全内部反射の原理に従って、伝播し、反射し、及び/又は屈折する。光ガイド内の光の挙動は、光ガイドの表面構造、光ガイドと接触する追加基材の存在(又は欠如)、並びに/又は、光ガイド及び光ガイドと接触する追加基材の材料組成などの様々な要因に依存し得る。更に、光ガイド内の光の挙動は、光ガイドに入射する光の角度分布に依存し得る。
Viscoelastic Light Guide The lighting device disclosed herein includes a light guide, and light emitted by one or more light sources enters the light guide and propagates according to the law of refraction and the principle of total internal reflection. Reflected, and / or refracted. The behavior of the light within the light guide may include the surface structure of the light guide, the presence (or absence) of the additional substrate in contact with the light guide, and / or the material composition of the additional substrate in contact with the light guide It can depend on various factors. Furthermore, the behavior of the light in the light guide can depend on the angular distribution of the light incident on the light guide.
本明細書において開示される照明装置に関する光の挙動は、幾何光学の原理を使用して説明することが可能である。これらの原理は、周知であり、ここでは提示しないが、詳細説明は、上記で引用されたShermanらの参考文献に記載されている。一般的には、三次元構造、材料組成、層構造、光の角度分布等を変化させることが、本明細書において開示される照明装置及び物品に関する光の挙動にどのように影響し得るかを理論的に決定するためには、屈折の法則及び全内部反射の原理を、光線追跡技法と併せて適用することができる。 The light behavior for the illumination devices disclosed herein can be described using the principles of geometric optics. These principles are well known and will not be presented here, but a detailed description is given in the Sherman et al. Reference cited above. In general, how changing a three-dimensional structure, material composition, layer structure, angular distribution of light, etc. can affect the light behavior for the lighting devices and articles disclosed herein. To determine theoretically, the law of refraction and the principle of total internal reflection can be applied in conjunction with ray tracing techniques.
光ガイドは、約0.01よりも大きい、約0.1よりも大きい、又は約0.5よりも大きい屈折率を有し得る。PCT国際公開特許WO 2010/005655 A2(Shermanら)において説明されるような抽出器などの光を管理するための光学物品が、光ガイドに隣接して配置される時、光ガイドと光学物品との間の屈折率の相違は、約0.002〜約0.5、約0.02〜約0.5、約0.05〜約0.5、約0.1〜約0.5、又は約0.4〜約0.5であり得る。抽出器は、光ガイドに光学的に結合することができる、任意のタイプの物品を含んでよい。抽出器は、典型的に、照明装置の意図される使用に従って選択される。 The light guide may have a refractive index greater than about 0.01, greater than about 0.1, or greater than about 0.5. When an optical article for managing light such as an extractor as described in PCT International Publication No. WO 2010/005655 A2 (Sherman et al.) Is placed adjacent to the light guide, the light guide and the optical article The refractive index difference between about 0.002 to about 0.5, about 0.02 to about 0.5, about 0.05 to about 0.5, about 0.1 to about 0.5, or It can be about 0.4 to about 0.5. The extractor may include any type of article that can be optically coupled to the light guide. The extractor is typically selected according to the intended use of the lighting device.
光ガイドは、所定の用途について必要な際に任意の三次元バルク形状を有することができる。光ガイドは、正方形又は長方形の層、シート、フィルム等の形態であってもよい。光ガイドは、以下に説明されるような形状に切断又は分割されてもよい。 The light guide can have any three-dimensional bulk shape as needed for a given application. The light guide may be in the form of a square or rectangular layer, sheet, film or the like. The light guide may be cut or divided into shapes as described below.
光ガイドの厚さは、要求通りに機能することができる限り特に限定されない。光ガイドの厚さは、光源に基づいて、又は光源との関連で選択され得る。光ガイドの代表的な厚さは、約0.4ミル(10.2ミクロン)〜約1000ミル(25.4mm)、約1ミル(25.4ミクロン)〜約300ミル(7.6mm)、約1ミル(25.4ミクロン)〜約60ミル(1.5mm)、又は約0.5ミル(12.7ミクロン)〜約30ミル(0.76mm)の範囲である。 The thickness of the light guide is not particularly limited as long as it can function as required. The thickness of the light guide can be selected based on the light source or in the context of the light source. Typical thicknesses of the light guide are about 0.4 mil (10.2 microns) to about 1000 mils (25.4 mm), about 1 mil (25.4 microns) to about 300 mils (7.6 mm), It ranges from about 1 mil (25.4 microns) to about 60 mils (1.5 mm), or from about 0.5 mils (12.7 microns) to about 30 mils (0.76 mm).
光ガイドから抽出される光の量及び方向は、少なくとも、特徴部の形状、サイズ、数、配設等、光ガイド及び光ガイドが接触している任意の媒体の屈折率、光ガイドの形状及びサイズ、並びに光ガイドに進入することが可能である光の角度分布によって制御され得る。これらの変数は、光ガイドに進入する総光量に対し、約10〜約50%、約20〜約50%、約30〜約50%、約50〜約70%、約50〜約80%、又は約10〜約90%の光が、光ガイドから抽出されるように、選択され得る。 The amount and direction of light extracted from the light guide is at least the shape, size, number, arrangement, etc. of the features, the refractive index of the light guide and any medium that the light guide is in contact with, the shape of the light guide, and It can be controlled by the size as well as the angular distribution of light that can enter the light guide. These variables are about 10 to about 50%, about 20 to about 50%, about 30 to about 50%, about 50 to about 70%, about 50 to about 80% of the total amount of light entering the light guide, Alternatively, about 10 to about 90% of the light can be selected to be extracted from the light guide.
ある実施形態では、光ガイドは、PCT国際公開特許WO 2010/005655 A2号(Shermanら)において説明されるように、粘弾性光ガイドである。一般に、粘弾性光ガイドは、変形を受ける時に、弾性及び粘性挙動の両方を呈する、1つ以上の粘弾性材料を含む。弾性特性とは、一時的な負荷が取り除かれた後に元の形状に回復する材料の性質のことを指す。材料についての弾性の尺度の1つは、引張セット値(tensile set value)と呼ばれるもので、これは、材料を引っ張りその後引っ張り時と同じ条件下で回復(引っ張り除去)させた後に残っている伸びの関数である。ある材料の引張セット値が0%である場合、その材料は弛緩時に元の長さに回復し、引張残留歪み値が100%である場合にはその材料は弛緩時に元の長さの2倍の長さとなる。引張セット値はASTM D412を使用して測定してもよい。有用な粘弾性材料は、約10%よりも大きい、約30%よりも大きい、若しくは約50%よりも大きい引張セット値を有するか、又は約5〜70%、約10〜約70%、約30〜約70%、若しくは約10〜約60%の引張セット値を有し得る。 In certain embodiments, the light guide is a viscoelastic light guide, as described in PCT International Publication No. WO 2010/005655 A2 (Sherman et al.). In general, viscoelastic lightguides include one or more viscoelastic materials that exhibit both elastic and viscous behavior when subjected to deformation. Elastic properties refer to the property of a material that recovers to its original shape after the temporary load is removed. One measure of elasticity for a material is called the tensile set value, which is the elongation remaining after the material is pulled and then recovered (removed) under the same conditions as when pulled. Is a function of If the tensile set value of a material is 0%, the material will recover to its original length when relaxed, and if the tensile residual strain value is 100%, the material will be twice the original length when relaxed. It becomes the length. Tensile set values may be measured using ASTM D412. Useful viscoelastic materials have a tensile set value greater than about 10%, greater than about 30%, or greater than about 50%, or about 5 to 70%, about 10 to about 70%, about It may have a tensile set value of 30 to about 70%, or about 10 to about 60%.
ニュートン流体である粘性材料は、応力が剪断勾配に直線的に比例して増大することを述べたニュートンの法則に従う粘度特性を有する。特定の液体は剪断勾配が取り除かれる際にその形状を回復しない。有用な粘弾性材料の粘度特性として、材料が分解しないような合理的な温度下での材料の流動性がある。 Viscous materials that are Newtonian fluids have viscosity properties that follow Newton's law, which states that stress increases linearly with shear gradient. Certain liquids do not recover their shape when the shear gradient is removed. Useful viscoelastic material viscosity characteristics include the fluidity of the material at reasonable temperatures such that the material does not decompose.
粘弾性光ガイドは、粘弾性光ガイド及び光学物品が、光学的に結合されるように、光ガイドからの光を抽出するように設計される材料の少なくとも一部分、例えば、光学物品との十分な接触又は湿潤を促進する特性を有し得る。その結果、光は粘弾性光ガイドから抽出することができる。粘弾性光ガイドは、一般的に、柔らかく、柔軟かつ可撓性である。したがって、粘弾性光ガイドは、十分な接触が得られることが可能であるような弾性率(又は貯蔵弾性率G’)と、層が不必要に流れないような粘性係数(又は損失弾性率G”)と、層の減衰の相対的度合いのための減衰係数(G”/G’、tan D)と、を有し得る。有用な粘弾性材料は、10ラジアン/秒及び約20〜約22℃の温度で測定して、約300,000Pa未満の貯蔵弾性率、G’を有してもよい。材料の粘弾性は、例えばASTM D4065、D4440及びD5279に従った動的機械分析を用いて測定することができる。 A viscoelastic lightguide is sufficient for at least a portion of a material that is designed to extract light from the lightguide, such as an optical article, such that the viscoelastic lightguide and the optical article are optically coupled. It may have properties that promote contact or wetting. As a result, light can be extracted from the viscoelastic lightguide. Viscoelastic lightguides are generally soft, soft and flexible. Thus, the viscoelastic lightguide has an elastic modulus (or storage elastic modulus G ′) such that sufficient contact can be obtained and a viscosity coefficient (or loss elastic modulus G) such that the layers do not flow unnecessarily. )) And an attenuation factor (G "/ G ', tan D) for the relative degree of attenuation of the layer. Useful viscoelastic materials may have a storage modulus, G ', of less than about 300,000 Pa, measured at 10 radians / second and a temperature of about 20 to about 22 ° C. The viscoelasticity of the material can be measured, for example, using dynamic mechanical analysis according to ASTM D4065, D4440 and D5279.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、ダルキスト基準線で説明されるように(Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology,Second Ed.,D.Satas編、Van Nostrand Reinhold,New York,1989で説明されるように)、PSA層を含む。 In one embodiment, the viscoelastic lightguide is as described in the Dalquist baseline (as described by Handbook of Pressure Sensitive Technology, Second Ed., Ed. D. Satas, Van Nostrand Reinhold, New York, 198). And) including a PSA layer.
粘弾性光ガイドは、特定の剥離力を有し得る若しくは少なくとも特定の範囲内の剥離力を示し得る。例えば、粘弾性光ガイドは、約50〜約3000g/インチ(約19.7〜約1181.1g/cm)、約300〜約3000g/インチ(約118.1〜約1181.1g/cm)、又は約500〜約3000g/インチ(約196.9〜約1181.1g/cm)の90°の剥離力を有し得る。剥離力は、IMASS社より販売される剥離力測定計によって測定することができる。 The viscoelastic lightguide may have a specific peel force or at least exhibit a peel force within a specific range. For example, the viscoelastic lightguide may be about 50 to about 3000 g / inch (about 19.7 to about 1181.1 g / cm), about 300 to about 3000 g / inch (about 118.1 to about 1181.1 g / cm), Or it may have a 90 ° peel force of about 500 to about 3000 g / inch (about 196.9 to about 1181.1 g / cm). The peeling force can be measured by a peeling force meter sold by IMASS.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、少なくとも可視光線スペクトルの一部分(約400〜約700nm)に、約80〜約100%、約90〜約100%、約95〜約100%、約98〜約100%の高い光透過率を有する光学的に透明な光ガイドを含む。ある実施形態では、粘弾性光ガイドが、約5%未満、約3%未満、又は約1%未満のヘイズ値を有する。ある実施形態では、粘弾性光ガイドが、約0.01〜約5%未満、約0.01〜約3%未満、又は約0.01〜約1%未満のヘイズ値を有する。光の透過におけるヘイズ値は、ASTM D1003に従ってヘイズ値測定計を使用して求めることができる。 In some embodiments, the viscoelastic lightguide is about 80 to about 100%, about 90 to about 100%, about 95 to about 100%, about 98 to about 98 to at least a portion of the visible light spectrum (about 400 to about 700 nm). It includes an optically transparent light guide having a high light transmission of about 100%. In certain embodiments, the viscoelastic lightguide has a haze value of less than about 5%, less than about 3%, or less than about 1%. In certain embodiments, the viscoelastic lightguide has a haze value of from about 0.01 to less than about 5%, from about 0.01 to less than about 3%, or from about 0.01 to less than about 1%. The haze value in light transmission can be determined using a haze value meter according to ASTM D1003.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、高い光透過率及び低いヘイズ値を有する光学的に透明な光ガイドを含む。高い光透過率とは、可視光スペクトル(約400〜約700nm)の少なくとも一部にわたって約90〜約100%、約95〜約100%、又は約99〜約100%であってもよく、ヘイズ値は、約0.01〜約5%未満、約0.01〜約3%未満、又は約0.01〜約1%未満であってもよい。粘弾性光ガイドもまた、約50〜約100%の光透過率を有し得る。 In some embodiments, the viscoelastic lightguide includes an optically clear lightguide having a high light transmission and a low haze value. High light transmission may be about 90 to about 100%, about 95 to about 100%, or about 99 to about 100% over at least a portion of the visible light spectrum (about 400 to about 700 nm), and haze The value may be from about 0.01 to less than about 5%, from about 0.01 to less than about 3%, or from about 0.01 to less than about 1%. The viscoelastic lightguide may also have a light transmission of about 50 to about 100%.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、曇っていて、光、特に可視光線を拡散する。曇った粘弾性光ガイドは、約5%を超える、約20%を超える、又は約50%を超えるヘイズ値を有し得る。曇った粘弾性光ガイドは、約5〜90%、約5〜50%、又は約20〜50%のヘイズ値を有し得る。 In some embodiments, the viscoelastic lightguide is hazy and diffuses light, particularly visible light. The hazy viscoelastic lightguide may have a haze value greater than about 5%, greater than about 20%, or greater than about 50%. The hazy viscoelastic lightguide may have a haze value of about 5-90%, about 5-50%, or about 20-50%.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、半透明であってよく、光を反射及び透過する。 In certain embodiments, the viscoelastic lightguide may be translucent and reflects and transmits light.
粘弾性光ガイドは、約1.3〜約2.6、1.4〜約1.7、又は約1.5〜約1.7の範囲の屈折率を有し得る。粘弾性光ガイドに関して選択される特定の屈折率又は屈折率の範囲は、照明装置の全体的な設計、及び装置が使用され得る特定の用途に依存し得る。 The viscoelastic lightguide may have a refractive index in the range of about 1.3 to about 2.6, 1.4 to about 1.7, or about 1.5 to about 1.7. The particular refractive index or range of refractive indices selected for the viscoelastic lightguide may depend on the overall design of the lighting device and the particular application in which the device can be used.
粘弾性光ガイドは、一般的に少なくとも1つのポリマーを含む。粘弾性光ガイドは、少なくとも1つのPSAを含み得る。PSAは被着体を共に接着するために有用であり、(1)強力かつ恒久的な粘着性、(2)わずかな指圧による接着、(3)被着体に留まるのに十分な能力、(4)被着体からきれいに取り外し可能な十分な凝集力、などの特性を呈する。感圧性接着剤として十分に機能することがわかっている材料は、粘着力、引き剥がし接着力、及び剪断保持力の望ましいバランスをもたらす、必要な粘弾性を呈するよう設計及び配合されたポリマーである。特性の適正なバランスを得るのは、単純なプロセスではない。PSAの定量的な説明は上記に引用したダルキストの参照文献に見ることができる。 Viscoelastic lightguides generally include at least one polymer. The viscoelastic lightguide may include at least one PSA. PSA is useful for bonding adherends together, (1) strong and permanent tack, (2) adhesion with slight finger pressure, (3) sufficient ability to stay on the adherend ( 4) It exhibits characteristics such as sufficient cohesive force that can be removed cleanly from the adherend. Materials known to function well as pressure sensitive adhesives are polymers designed and formulated to exhibit the required viscoelastic properties that provide the desired balance of tack, peel adhesion, and shear retention. . Obtaining the right balance of properties is not a simple process. A quantitative description of PSA can be found in the Dalquist reference cited above.
実用的なPSAは、上記で引用されたShermanらの参考文献に詳細が記載されている。有用なPSAとしては、モノマーのホモポリマーが、約0℃以下のTgを有する、少なくとも1つのモノエチレン性不飽和アルキル(メタ)アクリレートモノマーを含むモノマーAと、及びモノマーのホモポリマーが、モノマーAのものよりも高いTg、例えば、少なくとも約10℃を有する、少なくとも1つのモノエチレン性不飽和遊離ラジカル共重合可能な強化モノマーを含むモノマーBとから誘導されるポリ(メタ)アクリレートPSAが挙げられる。本明細書で用いる(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタクリル化学種の両方を指し、(メタ)アクリレートについても同様である。 Practical PSA is described in detail in the Sherman et al. Reference cited above. Useful PSAs include monomer A comprising at least one monoethylenically unsaturated alkyl (meth) acrylate monomer having a Tg of about 0 ° C. or less, and monomer homopolymers comprising monomer A And poly (meth) acrylate PSA derived from monomer B containing at least one monoethylenically unsaturated free radical copolymerizable toughening monomer having a Tg higher than that of, for example, at least about 10 ° C. . (Meth) acrylic as used herein refers to both acrylic and methacrylic species, and the same applies to (meth) acrylates.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、天然ゴム系及び合成ゴム系PSA、熱可塑性エラストマー、粘着付与された熱可塑性エポキシ誘導体、ポリウレタン誘導体、ポリウレタンアクリレート誘導体、ポリジオルガノシロキサン、ポリジオルガノシロキサンポリオキサミド、及びシリコーン尿素ブロックコポリマーといった、シリコーンPSAを含む。 In some embodiments, the viscoelastic lightguide comprises a natural rubber-based and synthetic rubber-based PSA, a thermoplastic elastomer, a tackified thermoplastic epoxy derivative, a polyurethane derivative, a polyurethane acrylate derivative, a polydiorganosiloxane, a polydiorganosiloxane polyoxamide. And silicone PSA, such as silicone urea block copolymers.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、例えば、3M CompanyのVHB(商標)アクリルテープ4910F及び3M(商標)Optically Clear Laminating Adhesives(8140及び8180シリーズ)のような転写テープとして利用できる、透明なアクリルPSAを含む。 In some embodiments, the viscoelastic lightguide is a clear acrylic that can be used as a transfer tape, such as 3M Company's VHB ™ acrylic tape 4910F and 3M ™ Optically Clear Laminating Adhesives (8140 and 8180 series). Includes PSA.
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、ルイス酸塩基対を形成するように、接着剤マトリックスに分散されたブロックコポリマーを含む。ある実施形態では、粘弾性光ガイドは、ゼロ度の角度で、又はほぼゼロ度角度で引き伸ばされる時に、基材から除去することができる、引伸し剥離可能なPSAを含む。 In certain embodiments, the viscoelastic lightguide comprises a block copolymer dispersed in an adhesive matrix so as to form a Lewis acid base pair. In some embodiments, the viscoelastic lightguide includes a stretchable peelable PSA that can be removed from the substrate when stretched at an angle of zero degrees or at an angle of approximately zero degrees.
粘弾性光ガイドは、任意に、充填剤、粒子、繊維、気泡、可塑剤、連鎖移動剤、開始剤、酸化防止剤、安定化剤、難燃剤、粘度調整剤、発泡剤、帯電防止剤、染料及び顔料といった着色剤、蛍光染料及び顔料、燐光染料及び顔料、繊維強化剤、並びに織布及び不織布といった、1つ以上の添加物を含むことができる。 The viscoelastic light guide can optionally be filled with fillers, particles, fibers, bubbles, plasticizers, chain transfer agents, initiators, antioxidants, stabilizers, flame retardants, viscosity modifiers, foaming agents, antistatic agents, One or more additives such as colorants such as dyes and pigments, fluorescent dyes and pigments, phosphorescent dyes and pigments, fiber reinforcing agents, and woven and non-woven fabrics can be included.
ナノボイド化ポリマー層
本明細書において開示される照明装置は、米国仮出願第61/294610(Wolkら;2010年1月13日出願)及びその中で引用される参考文献において説明されるように、ナノボイド化ポリマー層を含む。一般的には、ナノボイド化ポリマー層は、2つの基材簡に配置される時に、空気の代わりに使用することができる、低屈折率層を含む。ナノボイド化ポリマー層は、ナノ細孔若しくはナノボイドを少なくとも部分的に包囲する、ポリマー固体網状組織又はマトリックスを含む。ナノボイド化ポリマー層はまた、結合剤に分散された複数の相互接続されたナノボイド、又はナノボイドの網状組織を有するとして説明され得る。ナノボイド化ポリマー層は、表面に、及び層内に、ナノボイドを有する多孔質であることが可能である。複数の又は網状組織のナノボイドのうちの少なくともいくつかは、中空トンネル又は中空トンネル様通路を介して、互いに接続される。
Nanovoided Polymer Layer The lighting device disclosed herein is described in US Provisional Application No. 61/294610 (Walk et al .; filed Jan. 13, 2010) and references cited therein, Includes a nanovoided polymer layer. In general, the nanovoided polymer layer includes a low refractive index layer that can be used in place of air when placed on two substrates. The nanovoided polymer layer comprises a polymer solid network or matrix that at least partially surrounds the nanopore or nanovoid. The nanovoided polymer layer can also be described as having a plurality of interconnected nanovoids or a network of nanovoids dispersed in a binder. The nanovoided polymer layer can be porous with nanovoids on the surface and in the layer. At least some of the plurality or network of nanovoids are connected to each other via a hollow tunnel or a hollow tunnel-like passage.
ナノボイド化ポリマー層は、各複数の又は網状組織のナノボイドが相互接続されている、多重多数の相互接続されたナノボイド、又は多重の網状組織のナノボイドを含むことができる。場合によっては、多数多数の相互接続されたナノボイドに加え、ナノボイド化ポリマー層は、ナノボイドが、トンネルを介して、他のナノボイドに接続されていないことを意味する、複数の閉じた、又は非接続ナノボイドを含むことができる。 The nanovoided polymer layer can include multiple interconnected nanovoids, or multiple network nanovoids, with each plurality or network of nanovoids interconnected. In some cases, in addition to a large number of interconnected nanovoids, the nanovoided polymer layer may be a plurality of closed or unconnected, meaning that the nanovoids are not connected to other nanovoids through the tunnel. Nanovoids can be included.
一般に、ナノボイドは、任意の好適な直径を有することができる、又は直径の範囲内であることができる。例えば、場合によっては、ナノボイドの少なくとも60%、又は70%、又は80%、又は90%、又は95%といった、ナノボイドの少なくとも大部分は、所望の範囲内にあるサイズを有する。例えば、場合によっては、ナノボイドの少なくとも60%、又は70%、又は80%、又は90%、又は95%といった、ナノボイドの少なくとも大部分は、um単位の以下のうちのいずれか未満のサイズを有する:10、7、5、4、3、2、1、0.7、及び0.5。直径のサイズ及び分布は、米国仮出願第61/294610(Wolk et al.)及びその中で引用される参考文献に説明されるように、コーティング、乾燥、及び硬化条件といった、好適な組成及び作製を選択することによって制御することができる。 In general, the nanovoids can have any suitable diameter or can be within a range of diameters. For example, in some cases, at least a majority of the nanovoids, such as at least 60%, or 70%, or 80%, or 90%, or 95% of the nanovoids have a size that is within a desired range. For example, in some cases, at least a majority of the nanovoids, such as at least 60%, or 70%, or 80%, or 90%, or 95% of the nanovoids have a size that is less than any of the following in um units: : 10, 7, 5, 4, 3, 2, 1, 0.7, and 0.5. The size and distribution of diameters is determined by suitable composition and fabrication, such as coating, drying, and curing conditions, as described in US Provisional Application No. 61/294610 (Walk et al.) And references cited therein. Can be controlled by selecting.
場合によっては、ナノボイドのうちのいくつかは、それらの主要な光学的効果が有効屈折率を低減することであるように十分に小さい、及び/又はナノボイド化ポリマー層が光を散乱するように十分に大きいことが可能である。ナノボイド化ポリマー層が十分に厚い、かつ及びナノボイドが十分に小さい時、層は、等式1によって定義されるように、有効誘電率、εeff、及び等式2によって定義されるように、有効屈折率、neff1を有することができる。場合によっては、例えば、ナノボイドの屈折率と、結合剤の屈折率との間の相違が十分に小さい時は、ナノボイド化ポリマー層は、等式3によって定義されるように、有効屈折率、neff2を有することができる。
In some cases, some of the nanovoids are small enough so that their primary optical effect is to reduce the effective refractive index, and / or enough to allow the nanovoided polymer layer to scatter light It is possible to be big. When the nanovoided polymer layer is thick enough and the nanovoid is small enough, the layer is effective as defined by equation 1, effective dielectric constant, ε eff , and
εeff=fεv+(1−f)εb (1)
neff1 2=fnv 2+(1−f)nb 2 (2)
neff2=fnv+(1−f)nb (3)
等式3によって定義されるような有効屈折率を有するナノボイド化ポリマー層に関して、ナノボイド化微細構造化層の有効屈折率は、ナノボイド及び結合剤の屈折率の体積加重平均である。例えば、約50%のナノボイド体積分率を有し、かつ約1.5の屈折率を有する結合剤を含む、ナノボイド化ポリマー層は、約1.25の有効屈折率を有することができる。ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、約1.15〜約1.45、又は約1.2〜1.4の有効屈折率を有する。
ε eff = fε v + (1−f) ε b (1)
n eff1 2 = fn v 2 + (1−f) n b 2 (2)
n eff2 = fn v + (1−f) n b (3)
For a nanovoided polymer layer having an effective refractive index as defined by
一般に、ナノボイド化ポリマー層は、照明装置の意図される使用に応じて、任意の多孔性又はボイド体積分率を有することができる。場合によっては、層における複数のボイドの体積分率は、約10%以上、又は約20%以上、又は約30%以上、又は約40%以上、又は約50%以上、又は約60%以上、又は約70%以上、又は約80%以上、又は約90%以上である。 In general, the nanovoided polymer layer can have any porosity or void volume fraction, depending on the intended use of the lighting device. In some cases, the volume fraction of the plurality of voids in the layer is about 10% or more, or about 20% or more, or about 30% or more, or about 40% or more, or about 50% or more, or about 60% or more, Or about 70% or more, or about 80% or more, or about 90% or more.
ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、層が、ナノボイド及び結合剤の屈折率、並びにナノボイド若しくは気孔体積分率又は多孔性に関連させて表すことができる、有効屈折率を有することができるように、十分に厚い。かかる場合、ナノボイド化ポリマー層の厚さは、約1〜約500um、又は約1〜約1000umである。 In certain embodiments, the nanovoided polymer layer allows the layer to have an effective refractive index that can be expressed in terms of the refractive index of the nanovoid and binder, and the nanovoid or pore volume fraction or porosity. Thick enough. In such cases, the thickness of the nanovoided polymer layer is from about 1 to about 500 um, or from about 1 to about 1000 um.
ナノボイド化層において使用される結合剤又はポリマー材料は、具体的に制限されず、典型的には層の形成中にモノマーから形成される。即ち、結合剤は、重合可能なコーティング材料から作製される(以下に説明されるように)。結合剤は、化学的及び/又は熱的に開始されるもの、並びに可視光、UV、及び電子ビーム放射線によって開始されるものといった従来の手段によって、重合化されるモノマーから作製することができる。代表的な重合可能な材料としては、低分子量材料(500g/mol未満)、オリゴマー(500〜10,000g/mol)、及びポリマー(10,000g/mol超)が挙げられる。 The binder or polymeric material used in the nanovoided layer is not specifically limited and is typically formed from monomers during layer formation. That is, the binder is made from a polymerizable coating material (as described below). Binders can be made from monomers that are polymerized by conventional means such as those initiated chemically and / or thermally, and those initiated by visible light, UV, and electron beam radiation. Exemplary polymerizable materials include low molecular weight materials (less than 500 g / mol), oligomers (500-10,000 g / mol), and polymers (greater than 10,000 g / mol).
代表的な重合可能な材料は、Wolkらに詳細に説明されている。重合可能な材料としては、スチレン及び(メタ)アクリレート(アクリレート及びメタアクリレート)といった、エチレン性不飽和化合物を有するもの、並びにエポキシ官能基化材料といった他の材料、イソシアネート、並びにシリコーン及びフルオロ含有材料が挙げられる。重合可能な材料の組み合わせが使用されてもよく、ナノボイド化ポリマー層における得られた結合剤が架橋されるように、架橋剤が採用されてもよい。 Exemplary polymerizable materials are described in detail in Wolk et al. Polymerizable materials include those having ethylenically unsaturated compounds, such as styrene and (meth) acrylates (acrylates and methacrylates), and other materials such as epoxy functionalized materials, isocyanates, and silicone and fluoro-containing materials. Can be mentioned. A combination of polymerizable materials may be used and a crosslinking agent may be employed such that the resulting binder in the nanovoided polymer layer is crosslinked.
ナノボイドは、すべての物質及び/又は微粒子を含まないことが可能である。ある実施形態では、ナノボイドは、結合剤及び/若しくはナノ粒子といった、1つ以上の小さな繊維又は紐様物体を含んでもよい。一般に、好適なナノ粒子は、任意の直径を有する、又は直径の範囲内であることが可能であるが、具体的には、約3〜約1000nm、約3〜約500nm、約3〜約100nm、又は約3〜約50nmである。ある実施形態では、ナノ粒子の少なくとも60%、又は70%、又は80%、又は90%、又は95%といった、ナノ粒子の少なくとも大部分は、所望の範囲内にあるサイズを有する。ある実施形態では、粒子は、大きなアスペクト比を有する、ナノ粒子の凝集体であることが可能である。凝集体の最大断面寸法は、前述の範囲のうちのいずれか以内であることが可能である。凝集体の形態の代表的なナノ粒子としては、約50nm未満の直径を有するヒュームドシリカ及びヒュームドアルミナといった、「ヒュームド」ナノ粒子、例えば、Cabot Co.より入手可能な製品である、CAB−O−SPERSEが挙げられる。 Nanovoids can be free of all materials and / or particulates. In certain embodiments, nanovoids may include one or more small fibers or string-like objects, such as binders and / or nanoparticles. In general, suitable nanoparticles can have any diameter or can be within a range of diameters, specifically from about 3 to about 1000 nm, from about 3 to about 500 nm, from about 3 to about 100 nm. Or about 3 to about 50 nm. In certain embodiments, at least a majority of the nanoparticles, such as at least 60%, or 70%, or 80%, or 90%, or 95% of the nanoparticles have a size that is within a desired range. In certain embodiments, the particles can be aggregates of nanoparticles with a large aspect ratio. The maximum cross-sectional dimension of the agglomerate can be within any of the aforementioned ranges. Representative nanoparticles in the form of aggregates include “fumed” nanoparticles such as fumed silica and fumed alumina having a diameter of less than about 50 nm, such as Cabot Co. CAB-O-SPERSE, which is a more available product.
場合によっては、ナノ粒子は、それらの主要な光学的効果が屈折率を変えることであるように十分小さい、及び/又は層が光を散乱するように十分に大きいことが可能である。例えば、ジルコニア(n=2.2)及びチタニア(n=2.7)といった、高屈折率ナノ粒子の組込みは、屈折率が、約1.4から約2.0に増加されるように、ナノボイド化ポリマー層に組み込むことができる。 In some cases, the nanoparticles can be small enough so that their primary optical effect is to change the refractive index and / or large enough that the layers scatter light. For example, the incorporation of high index nanoparticles, such as zirconia (n = 2.2) and titania (n = 2.7), so that the index of refraction is increased from about 1.4 to about 2.0. It can be incorporated into the nanovoided polymer layer.
ナノ粒子は、無機ナノ粒子、有機(例えば、ポリマー)ナノ粒子、又は無機及び有機ナノ粒子の組み合わせであることが可能である。ある特定の実施形態では、ナノ粒子は、多孔性粒子、中空粒子、中実粒子、又はこれらの組み合わせであってよい。好適な無機ナノ粒子の例としては、シリカ、並びにジルコニア、チタニア、セリア、アルミナ、酸化鉄、バナジア、酸化アンチモン、酸化スズ、アルミナ/シリカ、シリカ/ジルコニア、及びそれらの組み合わせといった、金属酸化物が挙げられる。ナノ粒子は、コロイド状分散液の形態で提供することができる。金属酸化物は、Nalco Chemical Co.からのNALCO、Nissan Chemical America Co.からのIPA及びMAゾル、並びに同様にNissan Chemical America Co.からのSNOWTEXという製品表記の下で見出すことができる。 The nanoparticles can be inorganic nanoparticles, organic (eg, polymer) nanoparticles, or a combination of inorganic and organic nanoparticles. In certain embodiments, the nanoparticles can be porous particles, hollow particles, solid particles, or a combination thereof. Examples of suitable inorganic nanoparticles include silica and metal oxides such as zirconia, titania, ceria, alumina, iron oxide, vanadia, antimony oxide, tin oxide, alumina / silica, silica / zirconia, and combinations thereof. Can be mentioned. The nanoparticles can be provided in the form of a colloidal dispersion. Metal oxides are available from Nalco Chemical Co. From NALCO, Nissan Chemical America Co. And IPA and MA sols from the same, as well as Nissan Chemical America Co. Can be found under the product notation SNOWTEX.
ある実施形態では、ナノ粒子は、表面修飾されていない。ある実施形態では、ナノ粒子は、表面修飾されている。ナノ粒子は、層が形成される配合物中での適合性を増加するように、表面修飾することができる。ナノ粒子はまた、それらが結合剤に化学的及び/又は物理的に結合するように表面修飾することもできる。前者の場合、表面修飾されたナノ粒子は、結合剤と化学的に反応する官能性を有する。一般的には、表面修飾は、ナノ粒子が疎水性及び/又は親水性表面を有するように、表面修飾剤を用いて行われる。表面修飾剤としては、シラン、有機酸、及び有機塩基が挙げられる。ナノ粒子を表面修飾するための方法は、米国仮出願第61/294610(Wolkら)及びその中で引用される参考文献において説明されている。ある実施形態では、ナノ粒子は、GE Siliconesから入手可能なSILQUESTシランといった、シランで表面修飾されている、シリカを含む。 In certain embodiments, the nanoparticles are not surface modified. In certain embodiments, the nanoparticles are surface modified. The nanoparticles can be surface modified to increase compatibility in the formulation in which the layer is formed. The nanoparticles can also be surface modified such that they are chemically and / or physically bound to the binder. In the former case, the surface-modified nanoparticles have a functionality that chemically reacts with the binder. In general, the surface modification is performed using a surface modifier so that the nanoparticles have a hydrophobic and / or hydrophilic surface. Examples of the surface modifier include silane, organic acid, and organic base. Methods for surface modification of nanoparticles are described in US Provisional Application No. 61/294610 (Walk et al.) And references cited therein. In certain embodiments, the nanoparticles comprise silica, surface modified with silane, such as SILQUEST silane available from GE Silicones.
ナノ粒子に対する結合剤又は重合可能な材料の重量比は、ナノボイド化ポリマー層の所望の特性に応じて、約30:70、40:60、50:50、55:45、60:40、70:30、80:20、又は90:10以上の範囲であることが可能である。ナノ粒子の重量%の好ましい範囲は、約10重量%〜約60重量%であり、使用するナノ粒子の密度及びサイズによって決定することができる。 The weight ratio of binder or polymerizable material to nanoparticles is approximately 30:70, 40:60, 50:50, 55:45, 60:40, 70: depending on the desired properties of the nanovoided polymer layer. It can be in the range of 30, 80:20, or 90:10 or higher. A preferred range for the weight percent of nanoparticles is from about 10 weight percent to about 60 weight percent, and can be determined by the density and size of the nanoparticles used.
ナノボイド化ポリマー層は、米国仮出願第61/294610(Wolkら;2010年1月13日)及びその中で引用される参考文献において説明されるように調製することができる。一般的には、ナノボイド化ポリマー層は、溶媒含有ポリマー又はプレポリマー溶液を基材上にコーティングし、続いて、制御された条件下で、溶媒を蒸発させることによって形成される。溶液がプレポリマー成分(例えば、モノマー)を含む場合、成分は、溶媒が除去される前、間、又は後に適切な手段によって重合化することができる。塗料溶液における溶媒の量は、ナノボイド化ポリマー層に形成されるボイドの体積に相関させることができる。塗料溶液は、典型的には10重量%〜約70重量%の任意の溶媒を含む。種々の処理及び後処理工程が、Wolkらに説明されるように、ナノボイド化ポリマー層の製造において行われてもよい。 Nanovoided polymer layers can be prepared as described in US Provisional Application No. 61/294610 (Wolk et al .; January 13, 2010) and references cited therein. In general, the nanovoided polymer layer is formed by coating a substrate with a solvent-containing polymer or prepolymer solution, followed by evaporation of the solvent under controlled conditions. If the solution includes a prepolymer component (eg, a monomer), the component can be polymerized by suitable means before, during, or after the solvent is removed. The amount of solvent in the coating solution can be correlated to the void volume formed in the nanovoided polymer layer. The coating solution typically contains from 10% to about 70% by weight of any solvent. Various processing and post-processing steps may be performed in the production of the nanovoided polymer layer, as described by Wolk et al.
ある実施形態では、以下に説明されるように、ナノボイド化ポリマー層は、層が複数の表面レリーフ特徴部を有し、各特徴部が約1mm未満、約500um未満、又は約50nm〜約500umのうちの少なくとも1つの寸法を有するように微細構造化される。ナノボイド化ポリマー層は、溶媒が除去される前に、塗料溶液を微細構造化ツールに接触させることによって、微細構造化することができる。硬化が必要とされる場合、ツールと接触させつつ、溶液を硬化させることができる。一般的には、微細構造化ツールが使用される時、溶液を基材上にコーティングし、次いでツールと接触させることができるか、又は溶液をツールと続いて基材と接触させることができる。これらの変化形を説明する詳細は、Wolkらに提供されている。 In certain embodiments, as described below, the nanovoided polymer layer has a plurality of surface relief features, each feature being less than about 1 mm, less than about 500 um, or about 50 nm to about 500 um. Microstructured to have at least one of the dimensions. The nanovoided polymer layer can be microstructured by contacting the coating solution with a microstructured tool before the solvent is removed. If curing is required, the solution can be cured while in contact with the tool. In general, when a microstructured tool is used, the solution can be coated onto the substrate and then contacted with the tool, or the solution can be contacted with the tool followed by the substrate. Details describing these variations are provided by Wolk et al.
ナノボイド化ポリマー層は、表面が、屈折素子、例えば、プリズム、レンズ状レンズ、フレネル素子又は円筒形のレンズの形態であり、それらのいずれも、規則的な線状若しくは2Dアレイ、又は不規則的な、疑似ランダム、蛇状パターン(serpertine pattern)又はランダムアレイを形成することができるように、微細構造化することができる。ある実施形態では、微細構造化表面は、再帰反射性又は部分的な再帰反射性を付与し、例えば、表面はキューブコーナー素子、線状若しくは2D格子、回折光学素子、又はホログラフィック素子といった、回折素子を含むことができる。特定の微細構造は、照明装置の所望の特性に応じて選択することができ、任意の隣接する層の特性に依存する。 The nanovoided polymer layer is in the form of a refractive element such as a prism, a lenticular lens, a Fresnel element or a cylindrical lens, any of which is a regular linear or 2D array, or irregular It can be microstructured so that a pseudo-random, serpertine pattern or random array can be formed. In certain embodiments, the microstructured surface provides retroreflective or partial retroreflective properties, for example, the surface is a diffractive diffractive element such as a cube corner element, a linear or 2D grating, a diffractive optical element, or a holographic element. An element can be included. The particular microstructure can be selected depending on the desired characteristics of the lighting device and depends on the characteristics of any adjacent layers.
多くの異なるタイプの溶媒が、塗料溶液におけるポリマー又はモノマー成分、及びナノボイド化ポリマー層の所望の特性に依応じて使用されてもよい。溶媒は、溶媒の混合物であってもよく、又はそうでなくてもよい。溶媒は、極性及び/又は非極性、並びに高沸点又は低沸点であってもよい。代表的な溶媒としては、炭化水素、アルコール、ケトン、グリコールエーテル、エステル、及び水が挙げられる。粘着付与剤、可塑剤、UV吸収剤等といった、添加物もまた塗料溶液に含まれてもよい。 Many different types of solvents may be used depending on the polymer or monomer component in the coating solution and the desired properties of the nanovoided polymer layer. The solvent may or may not be a mixture of solvents. The solvent may be polar and / or nonpolar, and high or low boiling. Representative solvents include hydrocarbons, alcohols, ketones, glycol ethers, esters, and water. Additives such as tackifiers, plasticizers, UV absorbers and the like may also be included in the coating solution.
ナノボイド化ポリマー層の形成において使用される支持体は、具体的に限定されず、層を作製するために使用される特定の製造プロセスに応じて選択されてもよい。例えば、ナノボイド化層の形成において使用される支持体は、支持体の反対側に配置される塗料溶液を硬化させるために、光がそれを通って透過されることを可能にし得る。代表的な支持体としては、PETといったポリエステル、ポリカーボネート、アクリル、及びメタアクリルが挙げられる。ナノボイド化ポリマー層の形成において使用される支持体は、光学物品の一部であってもよく、又はそうでなくてもよい。即ち、ナノボイド化ポリマー層が形成された後、支持体130を除去することができ、又はそれが光学物品の構成成分として組み込まれるように、適所に残したままとすることができる。この後者の場合、支持体は、基材に関して以下に説明されるように、意図される用途に好適な光学特性を有する。以下に説明される基材のうちのいずれも、ナノボイド化ポリマー層の形成のための支持体として使用することができる。
The support used in forming the nanovoided polymer layer is not specifically limited and may be selected depending on the specific manufacturing process used to make the layer. For example, the support used in forming the nanovoided layer may allow light to be transmitted therethrough to cure the coating solution disposed on the opposite side of the support. Typical supports include polyesters such as PET, polycarbonate, acrylic, and methacrylic. The support used in forming the nanovoided polymer layer may or may not be part of the optical article. That is, after the nanovoided polymer layer is formed, the
ナノボイド化ポリマー層は、照明装置の意図される使用に応じて特定のヘイズ特性を有する。ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、約5%以下、又は約4%以下、又は約3.5%以下、又は約3%以下、又は約2.5%以下、又は約2%以下、又は約1.5%以下、又は約1%の低い光学ヘイズを有する。ある実施形態では、ナノボイド化ポリマー層は、約40%以上、又は約50%以上、又は約60%以上、又は約70%以上、又は約80%以上、又は約90%以上、又は約95%の高い光学ヘイズを有する。ナノボイド化ポリマー層上に垂直に入射する光に関して、光学ヘイズは、垂直方向から4度を超えて偏向している透過光と全透過光の比として定義される。屈折率値は、メトリコン・モデル2010プリズムカップラー(Metricon Model 2010 Prism Coupler)(Metricon Corp.から入手可能)を使用して測定することができる。光学透過性、透明性、及びヘイズは、ヘイズ−ガードプラス(Haze-Gard Plus)ヘイズ計(BYK−Gardinerから入手可能)を使用して測定することができる。 Nanovoided polymer layers have specific haze characteristics depending on the intended use of the lighting device. In some embodiments, the nanovoided polymer layer is about 5% or less, or about 4% or less, or about 3.5% or less, or about 3% or less, or about 2.5% or less, or about 2% or less, Or having a low optical haze of about 1.5% or less, or about 1%. In some embodiments, the nanovoided polymer layer is about 40% or more, or about 50% or more, or about 60% or more, or about 70% or more, or about 80% or more, or about 90% or more, or about 95%. High optical haze. For light incident perpendicularly on a nanovoided polymer layer, optical haze is defined as the ratio of transmitted light and total transmitted light that is deflected more than 4 degrees from the vertical direction. Refractive index values can be measured using a Metricon Model 2010 Prism Coupler (available from Metricon Corp.). Optical transparency, transparency, and haze can be measured using a Haze-Gard Plus haze meter (available from BYK-Gardiner).
光源
光源は、光源からの光の少なくとも一部が光ガイドに入射することができるように、光ガイドに光学的に結合される。例えば、光源は、光源によって放出される光の1%超過、10%超過、20%超過、30%超過、40%超過、50%超過、90%超過、又は約100%が光ガイドに入射するように、光ガイドと光学的に結合されてもよい。別の例では、光源は、光源によって放出される光の約1〜約10%、約1〜約20%、約1〜約30%、約1〜約40%、約1〜約50%、約1〜約100%、約1〜約100%、約50〜約100%、又は約1〜約100%が光ガイドに入射するように、光ガイドと光学的に結合されてもよい。光源はランダムな又は特定の角度分布を有する光を放射するものでもよい。
The light source is optically coupled to the light guide so that at least a portion of the light from the light source can enter the light guide. For example, the light source may have more than 1%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%, 50%, 90%, or about 100% of the light emitted by the light source incident on the light guide. As such, it may be optically coupled to the light guide. In another example, the light source is about 1 to about 10%, about 1 to about 20%, about 1 to about 30%, about 1 to about 40%, about 1 to about 50% of the light emitted by the light source, The light guide may be optically coupled such that about 1 to about 100%, about 1 to about 100%, about 50 to about 100%, or about 1 to about 100% are incident on the light guide. The light source may emit light having a random or specific angular distribution.
光源は任意の適当な光源を用いることができる。代表的な光源の例としては、冷陰極蛍光ランプなどの線状光源及び発光ダイオード(LED)などの点光源が挙げられる。代表的な光源としては更に、有機発光素子(OLED)、白熱灯、蛍光灯、ハロゲンランプ、紫外線灯、赤外線源、近赤外線源、レーザー、又は化学的光源が挙げられる。一般に光源によって放射される光は可視光であっても不可視光であってもよい。少なくとも1つの光源を使用することができる。例えば、1〜約10,000個の光源を使用することができる。光源は、光ガイドのエッジ又はその近傍に位置付けられたLEDの列を含み得る。光源は、LEDから放出される光が、光ガイドを所望の領域全体にわたり、連続的又は均一に照らすように回路上に配設されるLEDを含んでもよい。光源は、色が光ガイド内で混合することができるように、異なる色の光を放出するLEDを含んでもよい。このように、図(以下に説明されるように)は、その使用中、異なる時間に異なって現れるように設計され得る。 Any appropriate light source can be used as the light source. Examples of typical light sources include linear light sources such as cold cathode fluorescent lamps and point light sources such as light emitting diodes (LEDs). Exemplary light sources further include organic light emitting devices (OLEDs), incandescent lamps, fluorescent lamps, halogen lamps, ultraviolet lamps, infrared sources, near infrared sources, lasers, or chemical light sources. In general, the light emitted by the light source may be visible light or invisible light. At least one light source can be used. For example, 1 to about 10,000 light sources can be used. The light source may include a row of LEDs positioned at or near the edge of the light guide. The light source may include an LED disposed on the circuit such that light emitted from the LED illuminates the light guide continuously or uniformly over the desired area. The light source may include LEDs that emit light of different colors so that the colors can be mixed in the light guide. In this way, a diagram (as described below) can be designed to appear differently at different times during its use.
代表的な照明装置
粘弾性光ガイド及びナノボイド化ポリマー層を含む種々の多層構造が照明装置において使用でき、装置において使用される特定の多層構造は意図される用途に依存する。これらの実施形態の一部のものについて下記に述べる。
Exemplary Lighting Devices A variety of multilayer structures including viscoelastic light guides and nanovoided polymer layers can be used in lighting devices, and the particular multilayer structure used in the device depends on the intended application. Some of these embodiments are described below.
図2aは、代表的な照明装置200の概略断面図を示す。照明装置200は、図1aに関して説明されるように、光源50と、粘弾性光ガイド110と、ナノボイド化ポリマー層120とを含む。照明装置200は、ナノボイド化ポリマー層と反対側の光ガイド上に配置される基材230を含む。異なる光学特性及び化学的性質を含む種々の基材を、基材230として使用することができる。基材230は、約1.3〜約2.6、1.4〜約1.7、又は約1.5〜約1.7の範囲内の屈折率を有し得る。例えば、基材230は、基材が光ガイド内で伝播される光に対する光格納基材として機能するように、粘弾性光ガイドよりも低い屈折率を有してもよい。粘弾性光ガイドと接触した光格納基材では、光ガイドから基材によって抽出される光の量は光ガイドに進入する光の全量に対して約0.5%未満、約1%未満、約2%未満、約5%未満、又は約10%未満でありうる。一般的には、粘弾性光ガイド110と基材230との間の境界面の少なくとも一部分は、粘弾性光ガイド内を伝播する光が、全内部反射によって搬送されるように、光学的に平滑である。
FIG. 2 a shows a schematic cross-sectional view of a
ある実施形態では、基材230は、基材が光抽出基材として機能するように、粘弾性光ガイドよりも高い屈折率を有してもよい。粘弾性光ガイドと接触した光抽出基材では、光ガイドから基材によって抽出される光の量は光ガイドに進入する光の全量に対して約10%よりも多いか、約20%よりも多いか、約30%よりも多いか、約40%よりも多いか、約50%よりも多いか、約60%よりも多いか、約70%よりも多いか、約80%よりも多いか、又は約90%よりも多くなりうる。ある実施形態では、基材230は、粘弾性光ガイドと同じ又はほぼ同じ屈折率を有してもよい。両方の実施形態では、粘弾性光ガイド110と基材230との間の境界面の少なくとも一部分は、粘弾性光ガイド内を伝播する光が、全内部反射によって搬送されるように、光学的に平滑である。
In some embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、可視光スペクトルの少なくとも一部分にわたって、約80〜約100%、約90〜約100%、約95〜約100%、又は約98〜約100%の高い光線透過率を有する光学的に透明な基材を含む。ある実施形態では、基材230は、約5%未満、約3%未満、又は約1%未満のヘイズ値を有する。ある実施形態では、基材230は、約0.01〜約5%未満、約0.01〜約3%未満、又は約0.01〜約1%未満のヘイズ値を有する。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、高い光透過率及び低いヘイズ値を有する、光学的に透明な基材を含む。高い光線透過率は、可視光スペクトルの少なくとも一部分にわたって、約90〜約100%、約95〜約100%、約98〜約100%であってもよく、ヘイズ値は、約0.01〜約5%未満、約0.01〜約3%未満、又は約0.01〜約1%未満であってもよい。ある実施形態では、基材230は、曇っていて、光、特に可視光を拡散する。曇った基材230は、約5%よりも高い、約20%よりも高い、又は約50%よりも高いヘイズ値を有してもよい。曇った基材230は、約5〜約90%、約5〜約50%、又は約20〜約50%のヘイズ値を有してもよい。
In some embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、低い光透過率、例えば、約0.1〜約70%、約0.1〜約50%、又は約0.1〜約20%を有する。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、それが光を反射しかつ透過するという点で半透明であってもよい。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、粘弾性光ガイドに関して上で説明されるように、1つ以上の粘弾性材料を含む。ある実施形態では、基材230は、粘弾性光ガイドに関して上で説明されるように、PSAを含む。ある実施形態では、基材230及び粘弾性光ガイドは、粘弾性材料を含む。ある実施形態では、基材230及び粘弾性光ガイドは、PSAを含む。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、粘弾性光ガイドは透明なアクリル系PSAを含み、基材230はシリコーンPSAを含む。シリコーンPSAは上記に述べたような引伸し剥離可能なPSAを含むものでもよい。透明なアクリル系PSAの屈折率はシリコーンPSAの屈折率よりも高くてもよく、例えば、屈折率の差が約0.04〜約0.09であってもよい。代表的な透明アクリル系PSAが、例えばスリー・エム社(3M Company)より販売されるVHB(商標)Acrylic Tape 4910F及び3M(商標)Optically Clear Laminating Adhesives(8140及び8180シリーズ)などの転写テープとして販売されている。シリコーンPSAとしては、ポリジオルガノシロキサンポリオキサミドを含むシリコーンPSAなど、上記に述べたもののすべてが含まれる。
In some embodiments, the viscoelastic lightguide comprises a clear acrylic PSA and the
ある実施形態では、基材230は、粘弾性光ガイドを別の基材に接着させるために有用である、接着剤を含む。有用な接着剤には、光学的に透明な接着剤、光拡散接着剤、放射線硬化接着剤、熱硬化接着剤、ホットメルト接着剤、コールドシール接着剤、熱活性化接着剤、室温で硬化する接着剤、及び少なくとも約6MPaの接着結合強度を有する構造用接着剤等が挙げられる。構造用接着剤は、3M(商標)SCOTCH−WELD(商標)接着剤として入手可能である。
In some embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、粘弾性ではない。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、ポリマーフィルムを含む。有用なポリマーフィルムには、酢酸セルロース、ポリ(メタ)アクリレート(アクリレート及び/又はメタクリレート)、ポリエーテルスルホン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニール、シンジオタクチックポリスチレン、環状オレフィンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ナフタレンジカルボン酸をベースとするコポリマー若しくはブレンド、又はこれらのいくつかの組み合わせが挙げられる。ある実施形態では、基材230は、粘弾性光ガイドよりも高い屈折率を有するポリ(メタ)アクリレートを含む。
In certain embodiments, the
基材230は、入射粘弾性光ガイド内で搬送されている入射光を反射するリフレクターであってもよい。ある実施形態では、リフレクターは、鏡面リフレクターを含み、光の反射角は、入射角の約16°以内である。好適な鏡面リフレクターとしては、一般にガラスにコーティングされた金属などの反射性材料の膜を有する平面ミラーのようなミラーがある。好適なリフレクターとしては多層光学フィルムであるミラーがある。有用な多層光学フィルムは、ポリマー層がポリエステルを含む第1の及び第2のポリマー層の約10〜約10,000層の交互層を有するフィルムを含む。代表的な多層光学フィルムは、米国特許第5,825,543号、同第5,828,488号(Ouderkirkら);同第5,867,316号、同第5,882,774号、同第6,179,948 B1号(Merrillら);同第6,352,761 B1号、同第6,368,699 B1号、同第6,927,900 B2号、同第6,827,886号(Neavinら);同第6,972,813 B1号(Toyooka);同第6,991,695号、米国特許出願第2006/0084780 A1号(Hebrinkら);同第2006/0216524 A1号、同第2006/0226561 A1号(Merrillら);同第2007/0047080 A1号(Stoverら);PCT国際公開特許WO 95/17303、同WO 95/17691、同WO 95/17692、同WO 95/17699、同WO 96/19347、同WO 97/01440、同WO 99/36248、及び同WO 99/36262号に記載されている。
The
代表的な鏡面リフレクターとしては、3M(商標)Companyから入手可能なもの、例えば、High Reflective Visible Mirror Film及びHigh Transmission Mirror Filmなどの3M(商標)High Intensity Grade Reflective Products、並びにVikuiti(商標)Enhanced Specular ReflectorなどのVikuiti(商標)フィルムが挙げられる。 Representative specular reflectors are those available from 3M (TM) Company, e.g., 3M (TM) High Intensity Shield Film and 3M (TM) High Intensity Shield Films, such as High Reflective Mirror Film and High Transmission Mirror Film Prof. Vikuiti ™ film such as Reflector.
特定の実施形態では、リフレクターは拡散リフレクターを含み、粘弾性光ガイドの内部を伝播する光は拡散リフレクターの表面で反射及び拡散する。拡散リフレクターは、基材上に配置された結合剤、及び有機、無機、又はハイブリッド有機/無機粒子の層を含んでもよい。粒子は、約0.01〜約100umよりも大きい直径を有してもよく、ポリマー粒子、ミクロスフェア、ガラスビーズ、無機粒子、金属酸化物粒子、又はハイブリッド有機/無機粒子であってもよい。結合剤は、PSAを含んでもよい、及び/又は光透過性であってもよい。例えば、拡散リフレクターは、硫酸バリウム粒子を充填したポリエチレンテレフタレートフィルムの層を含むことができる。反射面を与える他の構成については米国特許第7,481,563号(Davidら)に述べられている。代表的な光拡散材料はまた、米国特許第6,288,172 B1号(Goetzら)において説明されている。 In certain embodiments, the reflector includes a diffuse reflector, and light propagating within the viscoelastic lightguide is reflected and diffused at the surface of the diffuse reflector. The diffusive reflector may include a binder disposed on the substrate and a layer of organic, inorganic, or hybrid organic / inorganic particles. The particles may have a diameter greater than about 0.01 to about 100 um and may be polymer particles, microspheres, glass beads, inorganic particles, metal oxide particles, or hybrid organic / inorganic particles. The binder may include PSA and / or may be light transmissive. For example, a diffuse reflector can include a layer of polyethylene terephthalate film filled with barium sulfate particles. Other configurations for providing a reflective surface are described in US Pat. No. 7,481,563 (David et al.). Exemplary light diffusing materials are also described in US Pat. No. 6,288,172 B1 (Goetz et al.).
ある実施形態では、基材230は、多層光学フィルムを含む。ミラーである多層光学フィルムは上述されている。他のタイプの多層光学フィルムを使用することも可能であり、例えば、多層光学フィルムは、反射フィルム、偏光フィルム、反射偏光フィルム、拡散混合反射偏光フィルム、拡散フィルム、輝度上昇フィルム、転向フィルム、ミラーフィルム、又はこれらの組み合わせであってもよい。代表的な多層光学フィルムには、3M(商標)Companyから入手可能な3M(商標)Vikuiti(商標)フィルムが挙げられる。代表的な多層光学フィルムについてはミラーとして機能する多層光学フィルムについて上記に引用した参照文献に述べられている。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、ポリマーフィルム、金属、ガラス、セラミック、紙、布地、又はこれらの組み合わせを含む。ある実施形態では、基材230は、アルミニウムといった金属を含む。ある実施形態では、基材230は、一般的に、ソーダライムガラス、ホウケイ酸ガラス、アクリルガラス、飴ガラス等を含む、硬質で脆性の非晶質固体を含む、ガラスを含む。ある実施形態では、基材230は、いくらかの量の結晶構造を含み、例えば、無機非金属材料から作製される、セラミックを含む。ある実施形態では、基材230は、紙、例えば、セルロースパルプから作製される紙を含む。ある実施形態では、基材230は、布地、例えば、革、織布、不織布を含む。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、剥離ライナーを含む。剥離ライナーは、通常、接着剤層と接触するための低接着性表面を有する。剥離ライナーは、クラフト紙などの紙、又はポリ塩化ビニール、ポリエステル、ポリオレフィン、酢酸セルロース、エチレンビニールアセテート、ポリウレタンなどのポリマーフィルムを含みうる。剥離ライナーは、シリコーン含有材料又はフルオロカーボン含有材料などの剥離剤の層でコーティングすることができる。剥離ライナーは、シリコーン含有材料でコーティングされたポリエチレンでコーティングされた紙又はポリマーフィルムを含み得る。代表的な剥離ライナーとしては、ポリエチレンテレフタレートフィルム上にシリコーン剥離コーティングを有するCP Film Inc.から、商品名「T−30」及び「T−10」として市販されているライナーが挙げられる。
In certain embodiments, the
ある実施形態では、基材230は、光学物品が外側の構造化された表面を有するように、構造化された表面を有してもよい。図2bは、外側の構造化された表面を有する基材232を含む、代表的な照明装置202の概略断面図を示し、例えば、基材232は、3M(商標)Companyから入手可能な3M(商標)Vikuiti(商標)輝度強化フィルム(Brightness Enhancement Film)といった、線状のプリズムのアレイを有する、プリズム状フィルムを含んでもよい。図2cは、外側の構造化された表面を有する基材240を含む、代表的な照明(illumintion)装置204の概略断面図を示し、例えば、外側の構造化された表面は、光ガイドから抽出される光を放出するための円筒レンズのアレイを有するレンズ状表面であることが可能である。
In certain embodiments, the
本明細書において開示される照明装置の光学物品は、粘弾性光ガイド及びナノボイド化ポリマー層によって形成される構造化された境界面を有することができる。図3a及び3bは、それぞれ、レンズ状境界面を有する代表的な照明装置300、及びプリズム状境界面を有する代表的な照明装置301の概略断面図を示す。構造化された粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面は、粘弾性光ガイド内の光の挙動を制御又は変更するために、何らかの特定の方法で配設される特徴部を含んでもよく、図3cは、粘弾性光ガイド312とナノボイド化ポリマー層322との間に形成される境界面が特徴部323を含む、代表的な照明装置302を示す。
The optical article of the lighting device disclosed herein can have a structured interface formed by a viscoelastic lightguide and a nanovoided polymer layer. 3a and 3b show schematic cross-sectional views of an
図3d〜3fは、光学物品が、粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される構造化された境界面を有する、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。図3dにおいて、光学物品は、粘弾性光ガイド313、ナノボイド化ポリマー層324、及びナノボイド化ポリマー層と反対側の光ガイド上に配置される基材330とを含む。基材330は、230に関して上に説明されるもののうちのいずれかを含んでもよい。ある実施形態では、基材330は、図3eに示されるように、第2のナノボイド化ポリマー層(基材325)を含んでもよい。ある実施形態では、基材330は、図3fに示されるように、光学物品が外側の構造化された表面を有するように、構造化された表面(基材331)を含んでもよい。
3d-3f show schematic cross-sectional views of additional exemplary lighting devices in which the optical article has a structured interface formed between the viscoelastic lightguide and the nanovoided polymer layer. In FIG. 3d, the optical article includes a
図4は、照明装置400が、画像を提供する光学(opticle)物品を含む、実施形態を示す。粘弾性光ガイド410上に配置されるのは、ナノボイド化ポリマー層420であり、結像される基材430は、ナノボイド化ポリマー層上に配置される。結像される基材は、領域が画像を形成するように配設される基材の領域内の粒子等の1つ以上の材料を含んでもよい。その領域は、特定の画像形成材料に応じて、波長が特定範囲内の光を反射するか又は透過し得る。顔料及び染料などの着色剤を画像形成材料として使用することもできる。画像は、基材430の外側表面上に材料を配置することによって、又は基材430と粘弾性光ガイドとの間に材料を配置することによって、作製され得る。
FIG. 4 illustrates an embodiment where the
図5a〜5dは、粘弾性光ガイドが、構造化された表面(複数を含む)を含む、追加の代表的な照明装置の概略断面図を示す。図5aにおいて、照明装置500の光学物品は、粘弾性光ガイド510と、ナノボイド化ポリマー層520とを含み、2つの間に形成される境界面が、実質的に平面であり、粘弾性光ガイドは、この境界面の反対側に構造化された表面を有する。図5bにおいて、照明装置501の光学物品は、ナノボイド化ポリマー層と反対側の光ガイド上に配置される基材530を含む。基材530は、230に関して上に説明されるもののうちのいずれかを含んでもよい。図5cにおいて、照明装置502の光学物品は、粘弾性光ガイド511上に配置されるナノボイド化ポリマー層521を含み、基材531は、光ガイドと反対側のナノボイド化ポリマー層上に配置される。本実施形態では、ナノボイド化層は、2つの他の層の間に配置され、両方の境界面は、構造化される。図5dにおいて、照明装置503は、対向する構造化された表面を有する粘弾性光ガイドと、表面上に配置されるナノボイド化ポリマー層522とを含む。
FIGS. 5a-5d show schematic cross-sectional views of additional exemplary lighting devices in which the viscoelastic lightguide includes structured surface (s). In FIG. 5a, the optical article of the
粘弾性光ガイドとナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面は、実質的に平面であってもよく、この境界面と反対側の粘弾性層の表面は、構造化されてもよい。例えば、図6は、粘弾性光ガイド610とナノボイド化ポリマー層620との間に形成される境界面が実質的に平面であり、この境界面と反対の光ガイドの表面が構造化される、代表的な照明装置600を示す。
The interface formed between the viscoelastic lightguide and the nanovoided polymer layer may be substantially planar, and the surface of the viscoelastic layer opposite the interface may be structured. . For example, FIG. 6 shows that the interface formed between the viscoelastic lightguide 610 and the
一般的には、図2a〜2c、3a〜3f、4、5a〜5d、及び6に関して上で説明される、構造化された表面及び境界面は、所望の効果に応じて、任意の三次元構造を含んでもよい。構造化された表面は、典型的に、複数の特徴部、例えば、約1〜約10、約1〜約100、又は約1〜約2000の特徴部を含む。特徴部は、凸部、凹部、又はこれらの組み合わせを含んでもよい。代表的な特徴部は、レンズ形状、角柱形状、楕円形状、円錐形状、略放物線形状、ピラミッド形、正方形、若しくは矩形形状、若しくはこれらの組み合わせを有する凸部及び/又は凹部を含む。レンズを含む特徴部は光を好ましい角度分布に向けるうえで特に有用である。線状のプリズム又は細長いプリズムを含む代表的な特徴部も特に有用である。他の代表的な特徴部としては、細長い、不規則、傾斜が変化するレンズ状、若しくはランダムな柱状、又はこれらの組み合わせを有する凸部及び/又は凹部が含まれる。例えば、細長い物線状、角錐プリズム状、底面が長方形のプリズム状、及び先端が丸みを帯びたプリズム状の形状などの異なる形状の任意の組み合わせのハイブリッドを使用することもできる。これらの特徴部は異なる形状のランダムな組み合わせを含むものでもよい。 In general, the structured surfaces and interfaces described above with respect to FIGS. 2a-2c, 3a-3f, 4, 5a-5d, and 6 are arbitrary three-dimensional, depending on the desired effect. A structure may be included. The structured surface typically includes a plurality of features, such as from about 1 to about 10, from about 1 to about 100, or from about 1 to about 2000 features. The feature may include a convex portion, a concave portion, or a combination thereof. Exemplary features include convex portions and / or concave portions having a lens shape, a prism shape, an elliptical shape, a conical shape, a substantially parabolic shape, a pyramid shape, a square shape, a rectangular shape, or a combination thereof. Features including lenses are particularly useful in directing light to a preferred angular distribution. Representative features including linear prisms or elongated prisms are also particularly useful. Other exemplary features include protrusions and / or recesses that are elongated, irregular, in the form of lenses with varying slopes, or random columnar shapes, or combinations thereof. For example, a hybrid of any combination of different shapes such as an elongated object shape, a pyramid prism shape, a prism shape with a rectangular bottom surface, and a prism shape with a rounded tip may be used. These features may include random combinations of different shapes.
特徴部のサイズは、それらの3つの寸法による全体の形状によって述べることができる。いくつかの実施形態では、各特徴部は、約1〜約100μm、例えば、約5〜約70μmの寸法を有してもよい。特徴部は、すべて同じ形状を有してもよいが、形状のサイズは、少なくとも1つの寸法において変化してもよい。特徴部は、異なる形状を有してもよく、これらの特徴部のサイズは、任意の所与の寸法において変化してもよい、又は変化しなくてもよい。 The size of the feature can be described by the overall shape according to these three dimensions. In some embodiments, each feature may have a dimension of about 1 to about 100 μm, such as about 5 to about 70 μm. The features may all have the same shape, but the size of the shape may vary in at least one dimension. The features may have different shapes, and the size of these features may or may not change in any given dimension.
特徴部は、ランダムに配列するか、何らかの規則的なパターンとして配列するか、あるいはその両方とすることができる。各特徴部間の距離が変化してもよい。各特徴部は互いに分離していても重なり合ってもよい。各特徴部は互いに近接して配置するか、互いに実質的に接触させて配置するか、互いに直接隣接させて配置するか、あるいはその組み合わせとすることができる。特徴部間の有用な距離は、最大約10μm、又は約0.05μm〜約10μmである。各特徴部は互いに角度的に、また横方向にずれていてもよい。特徴部の面密度は、長さ、幅、又はその両方にわたって変化してもよい。 The features can be arranged randomly, arranged in some regular pattern, or both. The distance between each feature may vary. Each feature may be separated from each other or overlap. Each feature may be placed close to each other, placed in substantial contact with each other, placed directly adjacent to each other, or a combination thereof. Useful distances between features are up to about 10 μm, or from about 0.05 μm to about 10 μm. Each feature may be angularly offset from each other and laterally. The areal density of the features may vary over length, width, or both.
特徴部は粘弾性光ガイドから抽出される光の量及び/又は方向を制御するために用いることができる。これは、特徴部の形状、サイズ、表面構造、及び/又は向きを変化させることによって一般に行うことができる。複数の特徴部が用いられる場合、特徴部の数及び/又は配置、並びに互いに対する各特徴部の向きを変化させることができる。 The feature can be used to control the amount and / or direction of light extracted from the viscoelastic lightguide. This can generally be done by changing the shape, size, surface structure, and / or orientation of the feature. When multiple features are used, the number and / or arrangement of features and the orientation of each feature relative to each other can be varied.
本明細書において開示される照明装置の光学物品は、不連続であるナノボイド化層を含むことができる。図7a及び7bは、それぞれ、個々の特徴部がナノボイド化ポリマー材料を含む、粘弾性層710の表面711上に形成される個々の特徴部720のアレイを有する、代表的な照明装置700の概略断面図及び斜視図を示す。図7cは、ナノボイド化ポリマー材料を含む特徴部721が、粘弾性層710から抽出される光から画像又はパターンを形成するように配設される、代表的な照明装置701を示す。
The optical article of the illumination device disclosed herein can include a nanovoided layer that is discontinuous. FIGS. 7a and 7b are schematics of an
本明細書において開示される照明装置の光学物品は、実質的に不連続であるナノボイド化層を含むことができる。図8aは、粘弾性層810と基材830との間に形成される特徴部820のアレイを有し、特徴部がナノボイド化ポリマー材料を含む、代表的な照明装置800の概略断面図を示す。図8bは、ナノボイド化ポリマー材料を含む特徴部821が、粘弾性層811から抽出される光から画像又はパターンを形成するように配設される、代表的な照明装置701を示す。
The optical article of the illumination device disclosed herein can include a nanovoided layer that is substantially discontinuous. FIG. 8a shows a schematic cross-sectional view of an
図9は、実質的に不連続であるナノボイド化ポリマー層を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置900は、粘弾性層910と基材930との間に形成される特徴部920のアレイを含み、特徴部は、ナノボイド化ポリマー材料を含む。
FIG. 9 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary lighting device including a nanovoided polymer layer that is substantially discontinuous. The
図10は、非平面であるナノボイド化ポリマー層を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置1000は、特徴部のアレイを含む非平面ナノボイド化ポリマー層1020を含み、この層は、粘弾性光ガイド1010と基材1030との間に配置される。粘弾性光ガイド及び基材の表面は、ナノボイド化ポリマー材料が、層1020として、その表面間に配置される状態で、互いに実質的(substantiantially)に嵌合する。
FIG. 10 shows a schematic cross-sectional view of an exemplary illumination device that includes a nanovoided polymer layer that is non-planar. The
本明細書において開示される照明装置は、例えば、米国特許第2008/0084518 A1号(Brottら)において説明されるように、立体3D画像を表示するためのLCD装置の一部として使用されてもよい。このタイプの装置において使用される光学物品は、それぞれ、粘弾性光ガイド1110が、それぞれ第1の及び第2の基材1120及び1130の間に配置され、第3の基材1140(1130)が光ガイドの反対側に、第1の基材1120上に配置された状態で、図11aの分解斜視図に示される。照明装置は、粘弾性光ガイドの対向するエッジに位置付けられる、右及び左眼画像固体光源(図示せず)を含む。光源(又は数組の光源)の各々は、粘弾性光ガイドに光学的に結合され、光源と光ガイドの両方は、Brottらにおいて説明されるように、同期駆動素子に電気接続される。照明装置は、第3(second substrate)の基材1140上方に位置付けられるLCDパネルに、右及び左眼画像を提供する。
The illumination device disclosed herein may also be used as part of an LCD device for displaying stereoscopic 3D images, as described, for example, in US 2008/0084518 A1 (Brott et al.). Good. Each optical article used in this type of apparatus has a
第1の基材1120は、光を実質的に方向転換する(例えば、反射する、抽出する等)外側の構造化された表面(第2の基材(third substrate)1130に対面する)を含む。第2の基材(Third substrate)1130は任意であり、基材1140の外側の構造化された表面を通って、光を外に方向転換することを助長するように、高反射性(refective)表面を提供するために使用することができる。第1の及び第2の(third)基材間に形成される境界面は、第1の線状の特徴部のアレイを含み、例えば、図11aに示されるように、第1の線状の特徴部は、細長いプリズムを含んでもよい。図11bは、第1及び第2の(third)基材が接触した状態の、図11aに示される光学物品の概略斜視図を示す。
The
第3の基材(Second substrate)1140は、光を実質的に放出する、外側の構造化された表面を含む。この表面は、第2の線状の特徴部のアレイを含み、例えば、図11aに示されるように、第2の線状の特徴部は、細長いレンズ状特徴部を含んでもよい。多くの実施形態において、第2の線状の特徴部は、図11a及び11bの斜視図において見ることができるように、第1の線状の特徴部に直交する方向に延在する。図11cは、第1及び第2の線状の特徴部の両方を見ることができる、図11bに示される光学物品の断面を示す。この簡略化された図は、以下で説明される図12a〜12b、13a〜13c、及び14a〜14fにおいて使用される。
図12aは、光学物品に埋め込まれた2組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置1200は、粘弾性光ガイド1200に光学的に結合される、光源50を含む。第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層1220及び1221は、それぞれ第1の及び第2の接着剤層1250及び1251によって、粘弾性光ガイド1200に接着される。第1の及び第2の基材1230及び1231は、対応する接着剤層と反対側のナノボイド化ポリマー層上に配置される。代表的な実施形態は、第1の及び第2の基材としての光学的に透明な基材と、第1の基材としての光学的に透明な基材と、第2の基材としての3M(商標)ESRフィルムといった、多層光学フィルムとを含む。別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに接着性光ガイドを含む。なお別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに非粘弾性基材を含む。
FIG. 12a shows a schematic cross-sectional view of a representative lighting device including two sets of linear features embedded in an optical article. The
図12bは、1組の線状の特徴部が光学物品に埋め込まれ、1組は埋め込まれていない、2組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置1201は、粘弾性光ガイド1211に光学的に結合される光源50を含む。第1の基材は、光学的に透明な基材であり、第1の接着剤層1252によって、粘弾性光ガイドに接着される。ナノボイド化ポリマー層1222は第2の接着剤層1253(125)によって粘弾性光ガイド1211に接着され、第2の基材1233は第2の接着剤層と反対側のナノボイド化ポリマー層上に配置される。代表的な実施形態は、第1の及び第2の基材としての光学的に透明な基材と、第1の基材としての光学的に透明な基材と第2の基材としての3M(商標)ESRフィルムのような多層光学フィルムとを含む。別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに接着性光ガイドを含む。なお別の代表的な実施形態は、粘弾性光ガイドの代わりに非粘弾性基材を含む。
FIG. 12b shows a schematic cross-sectional view of an exemplary illuminating device including two sets of linear features with one set of linear features embedded in the optical article and one set not embedded. The
図13aは、2つの構造化された表面を含み、1つの構造化された表面が、光学物品に埋め込まれ、かつ粘弾性層とナノボイド化ポリマー層との間の境界面に形成される、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置1300(1301)は、接着性光ガイドである粘弾性光ガイド1310に光学的に結合される、光源50を含む。第1の基材1340は、光学的に透明な基材であり、接着性光ガイド1310に接着される。第2の基材1330は、その2つの間に配置されるナノボイド化ポリマー層1320で、接着性光ガイド1310に接着される。代表的な実施形態は、第2の基材として、光学的に透明な基材を含む。
FIG. 13a includes two structured surfaces, one structured surface embedded in an optical article and formed at the interface between a viscoelastic layer and a nanovoided polymer layer. 1 shows a schematic cross-sectional view of a typical lighting device. The illumination device 1300 (1301) includes a
図13bは、2つの構造化された表面を含み、1つの構造化された表面が、光学物品に埋め込まれ、かつ粘弾性層とナノボイド化ポリマー層との間の境界面に形成される、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置1301は、接着性光ガイドである粘弾性光ガイド1311に光学的に結合される、光源50を含む。第1の基材1341は、光学的に透明な基材であり、その2つの間に配置されるナノボイド化ポリマー層1321で、接着性光ガイド1311に接着される。第2の基材1331は、接着性光ガイド1311に接着される。代表的な実施形態は、第2の基材として、光学的に透明な基材を含む。
FIG. 13b includes two structured surfaces, one structured surface embedded in an optical article and formed at the interface between a viscoelastic layer and a nanovoided polymer layer. 1 shows a schematic cross-sectional view of a typical lighting device. The
図13cは、4つの構造化された表面を含み、2つの構造化された表面が、光学物品に埋め込まれる、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置1302は、接着剤層1350によって、第1の基材1341に接着される、両面プリズムフィルム1360を含む。代表的な実施形態は、第2の基材として、光学的に透明な基材を含む。両面プリズムフィルムは、各対の特徴部(レンズ状及びプリズム状)に関する繰り返しの周期、即ちピッチPが、ほぼ同じであるか、又は少なくとも約100um以内であるように、依存的に構成されるレンズ状及びプリズム状の特徴部を含む。特徴部の各対について、レンズ状特徴部の曲率はその焦点がプリズム状特徴部の頂点と一致するようなものとすることができる。レンズ状及びプリズム状の特徴部の有用な形態については、米国特許出願公開第2005/0052750 A1号(Kingら)及び同第2005/0276071号(Sasagawaら)に述べられている。
FIG. 13c shows a schematic cross-sectional view of an exemplary illumination device that includes four structured surfaces, where the two structured surfaces are embedded in an optical article. The
図14a〜14dは、各装置が、粘弾性光ガイドと隣接する層との間の境界面に形成される、2組の線状の特徴部を含む、代表的な照明装置の概略断面図を示す。照明装置1400は、接着性光ガイドであり、かつナノボイド化ポリマー層1420に接着される粘弾性光ガイド1410に光学的に結合される、光源50を含む。照明装置1401は、接着性光ガイドであり、かつ第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層1421及び1422に接着され、それらの間に配置される、粘弾性光ガイド1411に光学的に結合される、光源50を含む。照明装置1402は、接着性光ガイドであり、かつ光学的に透明な基材1430及びナノボイド化ポリマー層1422に接着される粘弾性光ガイド1412に光学的に結合される、光源50を含む。照明装置1403は、接着性光ガイドであり、かつナノボイド化ポリマー層1421及び基材1431に接着される粘弾性光ガイド1413に光学的に結合される、光源50を含む。
14a-14d are schematic cross-sectional views of representative lighting devices, each device including two sets of linear features formed at the interface between a viscoelastic lightguide and an adjacent layer. Show. The
図14eにおいて、照明装置1404は、接着性光ガイドであり、かつ第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層1423及び1424に接着される粘弾性光ガイド1414に光学的に結合される、光源50を含む。第1の基材1432は、光ガイドと反対側の第1のナノボイド化ポリマー層1423上に配置される。第2の基材1433は、光学的に透明な基材であり、光ガイドと反対側の第2のナノボイド化ポリマー層1424上に配置される。
In FIG. 14e, the
図14fにおいて、照明装置1405は、接着性光ガイドであり、かつ第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層1425及び1426に接着される粘弾性光ガイド1415に光学的に結合される、光源50を含む。第1の基材1434は、光学的に透明な基材であり、光ガイドと反対側の第1のナノボイド化ポリマー層1425上に配置される。第2の基材1435は、光ガイドと反対側の第2のナノボイド化ポリマー層1426上に配置される。
In FIG. 14f, the
図15a〜15bは、本明細書において開示される光学物品を作製することができる、代表的な方法を示す。図15aにおいて、ナノボイド化ポリマー層1520は、基材1530上に配置され、基材上に形成されていてもよく、又はそうでなくてもよい。光学物品1560は、接着剤が、層の構造化された表面に合致するように、ナノボイド化ポリマー層の表面に転写接着剤1550を圧着することによって形成される。ナノボイド化ポリマー層の構造化された表面は、実質的に平面、即ち、構造化されなくてもよい。光学物品1560は、上に説明されるもののうちのいずれかといった、新たな光学物品を作製するように、別の構成要素に接着することができる。図15bにおいて、光学物品1560は、接着剤組成物が層の構造化された表面に合致するように、ナノボイド化ポリマー層の表面上に接着剤組成物をコーティングすることによって、形成される。その上に接着剤組成物を有する物品は、組成物が層を形成するように、更なる処理(例えば、溶媒の硬化、除去等)が必要であってもよい。
15a-15b illustrate an exemplary method by which the optical articles disclosed herein can be made. In FIG. 15a, the
本発明は下記の実施例を考慮することでより完全な理解が可能である。 The present invention can be more fully understood by considering the following examples.
実施例I
1.反応性ナノ粒子
凝縮器と温度計を備えた2リットル三口フラスコ内で、960グラムの有機シリカ細長粒子(Nissan Chemical Inc.のORGANOSILICASOL IPA−ST−UP)、19.2グラムの脱イオン水、及び350グラムの1−メトキシ−2−プロパノールを、高速攪拌で混合した。有機シリカ細長粒子は、長さ40〜100nmで幅9〜15nmであり、15.2重量%のイソプロパノール(IPA)に分散されていた。次に、22.8グラムの3−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン(Sartomer Co.,Inc.のSILQUEST A−174)をフラスコに添加した。結果として得られた混合物を30分間にわたって攪拌した。
Example I
1. Reactive Nanoparticles In a 2 liter three-necked flask equipped with a condenser and thermometer, 960 grams of organic silica slender particles (Nissan Chemical Inc. ORGANOSILICASOL IPA-ST-UP), 19.2 grams of deionized water, and 350 grams of 1-methoxy-2-propanol was mixed with rapid stirring. The long organic silica particles had a length of 40 to 100 nm and a width of 9 to 15 nm, and were dispersed in 15.2% by weight of isopropanol (IPA). Next, 22.8 grams of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (Sartomer Co., Inc., SILQUEST A-174) was added to the flask. The resulting mixture was stirred for 30 minutes.
混合物を、16時間、81℃に保持し、次いで、室温まで冷却した。次に、40℃の水浴でロータリーエバポレーターを使用して、溶液から約950グラムの溶媒を除去し、1−メトキシ−2−プロパノール中の41.7重量%のA−174修飾細長シリカの透明な分散液を得た。 The mixture was held at 81 ° C. for 16 hours and then cooled to room temperature. Next, using a rotary evaporator in a 40 ° C. water bath, remove about 950 grams of solvent from the solution and clear 41.7% by weight of A-174 modified elongated silica in 1-methoxy-2-propanol. A dispersion was obtained.
2.塗料溶液
塗料溶液は、まず脂肪族ウレタンジアクリレートオリゴマー(Sartomer Co.,Inc.のCN 9893)を、超音波攪拌下で酢酸エチルに溶解することによって作製した。次いで、以下の成分を、均質の溶液を形成するように、攪拌しながら添加した:ペンタエリスリトールトリアクリレート(Sartomer Co.,Inc.のSR 444)、及び光開始剤(Ciba Specialty ChemicalsのIRGACURE 184及び819)。コーティング配合物を表1に示す。
2. Coating Solution The coating solution was prepared by first dissolving an aliphatic urethane diacrylate oligomer (Sartomer Co., Inc. CN 9893) in ethyl acetate under ultrasonic agitation. The following ingredients were then added with stirring to form a homogeneous solution: pentaerythritol triacrylate (Sartomer Co., Inc. SR 444), and photoinitiator (Ciba Specialty Chemicals IRGACURE 184 and 819). The coating formulation is shown in Table 1.
3.微細複製ツール
2つのタイプの微細複製ツールを使用して、光学素子を構築した。第1のツールタイプは、精密ダイヤモンド切削機を使用して、ツールの銅表面に切断されたパターンを有する修飾ダイヤモンド切削金属円筒形ツールであった。精密切断特徴部を有する得られた銅円筒に、ニッケルめっきを施し、PA11−4でコーティングした。
3. Microreplication tools Two types of microreplication tools were used to build the optical elements. The first tool type was a modified diamond cutting metal cylindrical tool having a pattern cut on the copper surface of the tool using a precision diamond cutter. The resulting copper cylinder with precision cutting features was nickel plated and coated with PA11-4.
第2のツールタイプは、上で説明される精密円筒形ツールからのフィルム複製物であった。アクリレートモノマー及び光開始剤を含むアクリル樹脂を、PET支持体フィルム(2ミル(50.8ミクロン))上にキャスティングし、次いで紫外線を使用して精密円筒形ツールに対して硬化した。得られた構造化されたフィルムの表面を、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)プロセスを使用して、シラン離型剤(テトラメチルシラン)でコーティングした。次いで、表面処理した構造化されたフィルムを、フィルムの一片を、構造化された側を外にして、キャスティングロールの表面に巻き付け及び固着することによって、ツールとして使用した。 The second tool type was a film replica from the precision cylindrical tool described above. An acrylic resin containing acrylate monomer and photoinitiator was cast on a PET support film (2 mil (50.8 microns)) and then cured against a precision cylindrical tool using ultraviolet light. The surface of the resulting structured film was coated with a silane release agent (tetramethylsilane) using a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process. The surface treated structured film was then used as a tool by wrapping and securing a piece of film, with the structured side out, to the surface of the casting roll.
実施例において使用したツールを、表2に要約する。 The tools used in the examples are summarized in Table 2.
4.ナノボイド化層微細複製
フィルム微細複製装置を採用して、連続したフィルム基材上に微細構造化ナノボイド化構造を作製した。装置は、塗料溶液を塗布する手段(ニードルダイ及びシリンジポンプ)と、円筒形の微細複製ツールと、ツールに対するゴムニップロールと、微細複製ツールの表面周囲に配設された一連のUV−LEDアレイと、連続したフィルムを供給し、張力を掛け、巻き取るためのウェブ取扱システムとを含んだ。装置は、ツール温度、ツール回転、ウェブ速度、ゴムニップロール/ツール圧力、塗料溶液流量、及びUV−LED放射照度を含む、いくつかのコーティングパラメーターを手動で制御するように構成された。代表的なプロセスは、Wolkらへの2010年1月13日に出願された米国仮出願第61/294,577号の図1に例解されている。
4). Nanovoided layer microreplication A film microreplication device was employed to produce a microstructured nanovoided structure on a continuous film substrate. The apparatus includes means for applying a coating solution (needle die and syringe pump), a cylindrical microreplication tool, a rubber nip roll for the tool, and a series of UV-LED arrays disposed around the surface of the microreplication tool. A web handling system for feeding, tensioning and winding a continuous film. The apparatus was configured to manually control several coating parameters including tool temperature, tool rotation, web speed, rubber nip roll / tool pressure, paint solution flow rate, and UV-LED irradiance. A representative process is illustrated in FIG. 1 of US Provisional Application No. 61 / 294,577 filed January 13, 2010 to Wolk et al.
表1に説明される塗料溶液を、ツールとフィルムとの間に形成されるニップに隣接する、3ミル(76.2ミクロン)PETフィルム(両面が下塗りされたDuPont MELINEXフィルム)に塗布した。溶液の流量は、溶液の連続した回転バンクがニップで維持されるように、約0.25ml/分に調節し、ウェブ速度は、1ft/分(30.5cm/分)に設定した。 The coating solution described in Table 1 was applied to a 3 mil (76.2 micron) PET film (DuPont MELINEX film primed on both sides) adjacent to the nip formed between the tool and the film. The solution flow rate was adjusted to about 0.25 ml / min so that a continuous rotating bank of solution was maintained at the nip, and the web speed was set to 1 ft / min (30.5 cm / min).
一実施例において、3M(商標)Enhanced Specular Reflector(3M ESR)フィルムを基材として使用し、フィルムがラインを通って移動する際、ESRフィルムのシート化したサンプルを、PETキャリアフィルムに取り付けた。下塗りしたESRフィルムは、取り外し可能な接着テープを使用して、3ミル(76.2ミクロン)DuPont MELINEX両側下塗りフィルムの連続したウェブに、下塗りされた側を外にして、取り付けた。 In one example, 3M ™ Enhanced Specular Reflector (3M ESR) film was used as a substrate, and a sheeted sample of ESR film was attached to a PET carrier film as the film moved through the line. The primed ESR film was attached using a removable adhesive tape to a continuous web of 3 mil (76.2 micron) DuPont MELINEX double sided primed film, with the primed side out.
ESRは、反射性フィルムであるが、反射率は、それが流体(例えば、分散液)と接触する時、及び光が高角度で入射する時に、減少する。これらの条件の両方は、微細複製プロセス中に満たされ、塗料溶液が円筒形の微細複製ツールの周囲に巻き付く際、ESRフィルムを介して塗料溶液の少なくとも部分的な硬化を可能にする。 ESR is a reflective film, but reflectivity decreases when it comes in contact with a fluid (eg, a dispersion) and when light is incident at a high angle. Both of these conditions are met during the microreplication process and allow at least partial curing of the paint solution through the ESR film as the paint solution wraps around the cylindrical microreplication tool.
8列の16個のLEDであるUV−LEDバンク(Nichia NCCU001、ピーク波長=385nm)は、装置電流を100Vで6アンペアに調節することによって設定した。放射照度は校正しなかった。塗料溶液は、溶媒が、UV−LEDのバンクを過ぎて回転されるフィルム及びツールとして存在する状態で硬化され、ツール構造のネガ型に対応する微細複製されたナノ多孔性構造アレイを形成した。 A UV-LED bank (Nichia NCCU001, peak wavelength = 385 nm), 16 rows of 16 LEDs, was set by adjusting the device current to 6 amps at 100V. Irradiance was not calibrated. The paint solution was cured with the solvent present as a film and tool rotated past the bank of UV-LEDs to form a microreplicated nanoporous structure array corresponding to the negative form of the tool structure.
構造化されたフィルムを、ツールから分離し、巻き取りロール上で回収した。場合によっては、微細構造化コーティングは、コーティングの機械的特性を改善するように、UV放射によって、更に硬化した(後処理硬化)。後処理硬化は、Hバルブを装着したFusion Systems Model I300Pを使用して達成した。UVチャンバは酸素約50ppmまで窒素で不活性化した。 The structured film was separated from the tool and collected on a take-up roll. In some cases, the microstructured coating was further cured by UV radiation (post-treatment curing) to improve the mechanical properties of the coating. Post-treatment curing was achieved using a Fusion Systems Model I300P equipped with an H bulb. The UV chamber was inerted with nitrogen to about 50 ppm oxygen.
上のプロセスによって作製された微細構造化ナノボイド化フィルムを、表3に要約する。 The microstructured nanovoided films made by the above process are summarized in Table 3.
5.微細構造化ナノボイド化フィルムへの転写接着剤の積層
各微細構造化ナノボイド化フィルムに対して、転写接着剤(SOKEN 1885、Soken Chemical & Engineering Co.、Ltd、Japan、2つのライナー間に1ミル(25.4ミクロン)の厚さのフィルムとしてキャスティング)を、光圧力及びハンドローラーを使用して、微細構造化表面に積層した。各フィルムに関して、結果は、接着剤の埋め込まれた表面が、微細構造化ナノボイド化フィルムの微細構造化表面によって、フィルムに付与された構造を有する、接着剤で封止された微細構造化ナノボイド化フィルムであった。
5. Lamination of Transfer Adhesive to Microstructured Nanovoided Film For each microstructured nanovoided film, transfer adhesive (SOKEN 1885, Soken Chemical & Engineering Co., Ltd, Japan, 1 mil between two liners ( Casting as a 25.4 micron thick film) was laminated to the microstructured surface using light pressure and hand rollers. For each film, the result is that the adhesive-embedded surface has a structure imparted to the film by the microstructured surface of the microstructured nanovoided film, which is sealed with an adhesive and microstructured nanovoided. It was a film.
6.微細構造化ナノボイド化フィルムの溶媒系埋戻し
3つの溶媒系製剤を使用して、微細構造化ナノボイド化フィルムを埋戻しした。
6). Solvent-based backfilling of microstructured nanovoided film Three solvent-based formulations were used to backfill the microstructured nanovoided film.
a.高粘度樹脂1
メチルエチルケトン中の10重量%のポリビニルチラールアクリル樹脂(Solutia Inc.のBUTVAR B−98)及び1% IRGACURE 819の溶液を使用して、逆円筒形レンズを含む微細構造化ナノボイド化フィルムに上塗りし、オーブン中100℃で1分間乾燥させ、次いで、窒素下で毎秒30フィート(毎分9.14メートル)で、UVプロセッサ(Hバルブを有するFusion UV−Light Hammer 6、RPC Industriesモデル番号I6P1/LHシリアル番号1098)に、2パスかけた。
a. High viscosity resin 1
Using a solution of 10% by weight polyvinyltyral acrylic resin (Solutia Inc. BUTVAR B-98) and 1% IRGACURE 819 in methyl ethyl ketone, overcoat the microstructured nanovoided film containing the inverted cylindrical lens; Dry in oven at 100 ° C. for 1 minute, then at 30 feet per second (9.14 meters per minute) under a UV processor (Fusion UV-
b.高粘度樹脂2
IPA中の10重量%のポリビニルチラールアクリル樹脂(Solutia Inc.のBUTVAR B−76)の溶液を使用して、コーティングロッド#24を使用して、逆円筒レンズを含む微細構造化ナノボイド化フィルムに上塗りし、オーブン中100℃で1分間乾燥させた。
b.
Using a solution of 10 wt% polyvinyltyral acrylic resin (Solutia Inc. BUTVAR B-76) in IPA, coating rod # 24 is used to form a microstructured nanovoided film containing inverted cylindrical lenses. It was overcoated and dried in an oven at 100 ° C. for 1 minute.
c.光学的に透明な接着剤
酢酸エチル/ヘプタン(60:40)中のイソオクチルアクリレート及びアクリル酸(93:7)からなる27重量%のPSAの溶液を使用して、コーティングロッド#24を使用して、逆円筒レンズを含む微細構造化ナノボイド化フィルムに上塗りし、オーブン中100℃で1分間乾燥させた。PET基材は、光圧力及びハンドローラーを使用して積層した。
c. Optically clear adhesive Using coating rod # 24 using a solution of 27 wt% PSA consisting of isooctyl acrylate and acrylic acid (93: 7) in ethyl acetate / heptane (60:40). The microstructured nanovoided film containing the inverted cylindrical lens was overcoated and dried in an oven at 100 ° C. for 1 minute. The PET substrate was laminated using light pressure and hand rollers.
7.バックライトアセンブリAの製作
バックライトアセンブリAは、以下のように調製した。微細構造化ナノボイド化フィルムB及びDのサンプルを、各々、光圧力及びハンドローラーを使用して、転写接着剤(Soken 1885)の層と共に積層した。接着性光ガイドは、共に積層された、光学的に透明なアクリルPSA(3M Companyの3M(商標)Optically Clear Laminating Adhesive 8187)の4つの層を使用して構築され、28ミル(0.7mm)の厚さの本体を作製した。光学的に透明なアクリルPSAの屈折率は、1.47であった。微細構造化ナノボイド化フィルムBは、転写接着剤が光ガイドと接触するように、接着性光ガイドの主表面に積層した。微細構造化ナノボイド化フィルムDは、転写接着剤が光ガイドと接触し、かつ線状のプリズムが円筒レンズに対して90°で配向するように、接着性光ガイドの対抗する主表面に積層した。アセンブリを、図12aに示す。
7). Production of Backlight Assembly A Backlight assembly A was prepared as follows. Samples of microstructured nanovoided films B and D were laminated with a layer of transfer adhesive (Soken 1885) using light pressure and hand roller, respectively. The adhesive lightguide was constructed using four layers of optically clear acrylic PSA (3M Company's 3M ™ Optically Clear Laminating Adhesive 8187) laminated together, 28 mil (0.7 mm) A body with a thickness of 10 mm was prepared. The refractive index of the optically clear acrylic PSA was 1.47. The microstructured nanovoided film B was laminated to the main surface of the adhesive light guide so that the transfer adhesive was in contact with the light guide. The microstructured nanovoided film D was laminated to the opposing main surface of the adhesive light guide so that the transfer adhesive was in contact with the light guide and the linear prism was oriented at 90 ° to the cylindrical lens. . The assembly is shown in FIG. 12a.
次いで、所望のサイズを光ガイド上にマークし(79.0mm×40.7mm)、これを、次いで、切断前に低温(<0℃)にした。低温切断は、光注入のためのより良好な光学エッジを創出することに役立つ。低温にした後、光ガイドを、きれいな垂直切断を提供することによって、光学エッジの維持も行う、手持ち式回転カッターを使用して切断した。 The desired size was then marked on the light guide (79.0 mm × 40.7 mm), which was then allowed to cool (<0 ° C.) before cutting. Cold cutting helps to create a better optical edge for light injection. After being cold, the light guide was cut using a hand-held rotary cutter that also maintained the optical edge by providing a clean vertical cut.
次いで、完了した光ガイドを、3Dデモンストレーションユニットにおいて、Nichia Corp.の16個(各側8個)のNSSW006T LEDと嵌合させ、完全に機能する3Dディスプレイにおける目視検査及び分析を可能にした。 The completed light guide is then transferred to a Nicia Corp. in a 3D demonstration unit. Of 16 (8 on each side) NSSW006T LEDs to allow visual inspection and analysis on a fully functional 3D display.
8.バックライトアセンブリAに関する光ガイド性能の分析
バックライトアセンブリAの性能は、光ガイドの中心の水平方向に下の線における極左、中心、及び極右位置でのルミナンスを測定するように構成される、オートロニック・コノスコープ(Autronic Conoscope)を使用して測定した。データ(ルミナンス対方位角)を、図20に示す。
8). Analysis of light guide performance for backlight assembly A The performance of backlight assembly A is configured to measure luminance at the extreme left, center, and extreme right positions in the horizontal down line of the center of the light guide. Measurements were made using an Autronic Conoscope. Data (luminance versus azimuth) is shown in FIG.
9.バックライトアセンブリB〜Dの製作
バックライトアセンブリBは、フィルムDの代わりに微細構造化ナノボイド化フィルムEを使用して、バックライトアセンブリAに関して上で説明したように調製され得る。バックライトアセンブリCは、PSAストリップの代わりにアクリルスラブを使用して、バックライトアセンブリAに関して上で説明したように調製され得る。アクリルスラブは、少なくとも1つの光学品質エッジを有する、約79mm×40.7mm×0.762mmの寸法に機械加工され得る。バックライトアセンブリDは、フィルムDの代わりに微細構造化ナノボイド化フィルムEを使用して、バックライトアセンブリCに関して説明したように調製され得る。
9. Fabrication of Backlight Assemblies B-D Backlight assembly B can be prepared as described above for backlight assembly A using microstructured nanovoided film E instead of film D. Backlight assembly C may be prepared as described above for backlight assembly A using an acrylic slab instead of a PSA strip. The acrylic slab can be machined to dimensions of about 79 mm x 40.7 mm x 0.762 mm with at least one optical quality edge. The backlight assembly D can be prepared as described for the backlight assembly C, using the microstructured nanovoided film E instead of the film D.
実施例II
実施例1.埋め込まれた抽出ウェッジ及び統合リフレクターを有する接着性光ガイドHABL。
Example II
Example 1. Adhesive light guide HABL with embedded extraction wedge and integrated reflector.
図13aに示される照明装置1300は、粘弾性光ガイド1310に積層される、微細複製された光学樹脂フィルム1340を含む。ナノボイド化ポリマー層1320は、多層光学フィルム3M(商標)ESRフィルムといったミラーを、支持体フィルムとして使用することができるように、光学絶縁層として機能する、微細複製された超低屈折率フィルムを含む。通常、装置の後部上で自立シートとして構成されるミラーは、底部表面を通って漏出する光を再利用する。本実施形態の別の特徴部は、磨耗から保護される、埋め込まれた抽出プリズムアレイである。
The
実施例2.埋め込まれた円筒レンズを有する接着性光ガイドHABL。 Example 2 Adhesive light guide HABL with embedded cylindrical lens.
図13bに示される照明装置1301は、粘弾性光ガイド1311に積層される、微細複製された超低屈折率フィルム1321を含む。基材1331は、微細複製された光学樹脂フィルムを含む。本実施形態の特徴部は、磨耗から保護され、かつ隣接する表面へのガイドの直接積層を可能にし得る、埋め込まれた円筒レンズアレイである。
The
実施例3.主平面表面を有する接着性光ガイドHABL。 Example 3 Adhesive light guide HABL having a main planar surface.
本実施例は、実施例1及び2のハイブリッドである。図14eに示される照明装置1404は、微細複製された超低屈折率フィルムと各々積層される、上部及び底部表面を含む。本実施形態の特徴部は、磨耗から保護され、かつ隣接する表面へのガイドの直接積層を可能にし得る、円筒レンズアレイ及び抽出プリズムアレイの両方の埋め込みである。基材1433は、微細複製された光学樹脂フィルムを含み、基材1432は、多層光学フィルム3M(商標)ESRフィルムといったミラーを含む。
This embodiment is a hybrid of
実施例4.統合された3Dフィルム及びHABLアセンブリ。 Example 4 Integrated 3D film and HABL assembly.
本実施例は、3Dディスプレイの別の素子、両面プリズムフィルムを組み込む、実施例3の拡張したものである。図14fに示される照明装置1405は、微細複製された超低屈折率フィルムと各々積層される、上部及び底部表面を含む。上部表面上の構造は、構造も形成し下層の転向プリズムも平面化するプロセス工程において、転向フィルム1434上に直接付与される。基材1435は、多層光学フィルム3M(商標)ESRフィルムといったミラーを含む。本実施形態の特徴部は、現在は3つの別個の片である、転向フィルム、光ガイド、及びミラーフィルムの、単一のアセンブリへの統合である。
This example is an extension of Example 3 that incorporates another element of a 3D display, a double-sided prism film. The
実施例5.統合された3Dフィルム及びHABLアセンブリ。
2つの構造化された光学表面を有するバックライトの本実施例は、先の実施例の接着性光ガイド構造の代替である。代わりに、従来の固体光ガイド(例えば、高透明性アクリル又はポリカーボネート)が使用される。図12bに示される照明装置1201は、積層された微細複製された光学樹脂フィルム1232からの上部表面を含み、底部は、微細複製された超低屈折率フィルム1222を含む。これらの両方は、それぞれ第1及び第2の転写接着層1252及び1253を使用して、固体光ガイドに積層される。この場合、接着剤はまた、底部支持体フィルム1233上の構造化された超低屈折率コーティングによって、抽出プリズムアレイに成形される。基材1233は、多層光学フィルム3M(商標)ESRフィルムといったミラーを含む。
This embodiment of a backlight having two structured optical surfaces is an alternative to the adhesive light guide structure of the previous embodiment. Instead, a conventional solid light guide (eg, highly transparent acrylic or polycarbonate) is used. The
実施例6.統合された3Dフィルム及びHABLアセンブリ。 Example 6 Integrated 3D film and HABL assembly.
本実施例は、実施例2の光学物品が、修飾された3D転向フィルム(図13cに関して上で説明した両面プリズムフィルム)に結合される、実施例2に関して説明される照明装置の拡張したものである。転向フィルムプリズムアレイ先端のうちの一部は、転写接着剤を使用して、3Dフィルムを光ガイドに直接結合することができるように、スタンドオフで修飾されている。 This example is an extension of the lighting device described with respect to Example 2, in which the optical article of Example 2 is bonded to a modified 3D turning film (the double-sided prism film described above with respect to FIG. 13c). is there. A portion of the tip of the turning film prism array is modified with a standoff so that the transfer adhesive can be used to directly bond the 3D film to the light guide.
実施例7.ハイブリッドPSA及びアクリルシート光ガイド。 Example 7 Hybrid PSA and acrylic sheet light guide.
9”(22.9cm)対角ディスプレイのためのプロトタイプハイブリッド光ガイドは、約0.125”(0.318cm)の標的厚さを有する光ガイドのための3/32”(0.24cm)の厚さのアクリル基材から開始して作製した。0.014”(0.036cm)の厚さの接着剤のシートは、商業的に入手可能な0.007”(0.018cm)の厚さのPSA(3M(商標)Optically Clear Adhesive 8187)の2つのシートを積層することによって作製した。次いで、1つの0.014”(0.036cm)の厚さの接着剤の層を、アクリル光ガイド基材の各側に積層し、約0.122”(0.310cm)の光ガイドの総厚とした。片側上にレンズ状特徴部を有するレンズ状フィルムを、光ガイドの上部表面に積層した。レンズ状特徴部は、72.6umで離間する35.6um半径の完全な半円形から、完全な半円形ではない45.5umで離間する54um半径のレンズまでの範囲であった。片側上にプリズム特徴部を有するプリズム状フィルムは、光ガイドの底部表面に積層した。プリズム特徴部は、4度の立ち上がり角度を伴って、81.6um間隔で離間する、2.9umの高さであった。 A prototype hybrid light guide for a 9 "(22.9 cm) diagonal display is 3/32" (0.24 cm) for a light guide with a target thickness of about 0.125 "(0.318 cm) Prepared starting from a thick acrylic substrate. The 0.014 "(0.036 cm) thick adhesive sheet is 0.007" (0.018 cm) thick commercially available. Of PSA (3M ™ Optically Clear Adhesive 8187) was then laminated. One 0.014 "(0.036 cm) thick adhesive layer was then applied to an acrylic light guide Laminated on each side of the substrate to give a total light guide thickness of about 0.122 "(0.310 cm). A lenticular film having lenticular features on one side Laminated on the top surface, the lenticular features ranged from a complete semicircle with a 35.6 um radius spaced at 72.6 um to a 54 um radius lens spaced at 45.5 um which is not a full semicircle. A prismatic film having prism features on one side was laminated to the bottom surface of the light guide, the prism features being spaced apart at 81.6 um intervals with a 4 degree rise angle. It was height.
光ガイドは、9”(22.9cm)対角LCD装置のためのバックライトにおいて使用した。バックライトは、各々が6個のLED(Cree XP−E)を有する2つの光エンジンと、バックリフレクター(ESR)を有するバックプレーンと、アルミニウムフレームに取り付けられた3Dフィルムとからなった。 The light guide was used in a backlight for a 9 "(22.9 cm) diagonal LCD device. The backlight was composed of two light engines each having six LEDs (Cree XP-E) and a back reflector. It consisted of a backplane with (ESR) and a 3D film attached to an aluminum frame.
バックライトに沿った水平位置の関数としてのクロストークに関するバックライトの性能は、ConoScopeで測定した。図16aは、右及び左光源による結果を示す。測定位置は、光ガイドに沿う。クロストークは、左又は右LED源のいずれかがオンである時の意図されない、観視者の眼に入る光の量の尺度である。 The performance of the backlight with respect to crosstalk as a function of horizontal position along the backlight was measured with a ConoScope. FIG. 16a shows the results with the right and left light sources. The measurement position is along the light guide. Crosstalk is a measure of the amount of light that enters the eye of the viewer that is not intended when either the left or right LED source is on.
バックライトに沿った水平位置の関数としての均一性に関するバックライトの性能は、ConoScopeで測定した。図16bは、右及び左光源による結果を示す。測定位置は、光ガイドに沿う。ルミナンスは、画面位置に対する、ルミナンスの均一性を示し、左又は右LED源のいずれかががオンである時の、種々の位置でのバックライトの出力強度を示す。 Backlight performance in terms of uniformity as a function of horizontal position along the backlight was measured with a ConoScope. FIG. 16b shows the results with the right and left light sources. The measurement position is along the light guide. Luminance indicates luminance uniformity with respect to screen position, and indicates the output intensity of the backlight at various positions when either the left or right LED source is on.
実施例8.PSA系光ガイド。 Example 8 FIG. PSA light guide.
実施例7に類似する光学物品は、9”(22.9cm)対角ディスプレイのために作製した。サイズの増加により、PSAの厚さは、バックライトの幅にわたり、ルミナンス均一性を維持するように増加された。このサイズの光ガイドは、セルキャストアクリルの0.100”(0.25cm)の厚さのシートから開始し、0.0035”(0.0089cm)の厚さのPSA(3M(商標)Optically Clear Adhesive 8187)で、実施例7のレンズ状及びプリズム状フィルムをアクリルシートに積層することにより作製した。これにより、0.107”(0.272cm)の光ガイドの総厚(アクリル+2つの接着剤層)とした。別の光ガイドは、0.108”(0.274cm)の厚さの光ガイドを作製するように、アクリルシートを、3M Companyの0.08”(0.20cm)の厚さの透明なVHB(商標)Acrylic Tape 4918の単一のシートで置き換えることによって調製した。 An optical article similar to Example 7 was made for a 9 ″ (22.9 cm) diagonal display. With increasing size, the thickness of the PSA would maintain luminance uniformity across the width of the backlight. A light guide of this size was started with a 0.100 "(0.25 cm) thick sheet of cell cast acrylic and a 0.0035" (0.0089 cm) thick PSA (3M (Trademark) Optically Clear Adhesive 8187) by laminating the lenticular and prismatic films of Example 7 on an acrylic sheet. This gave a total thickness of 0.107 "(0.272 cm) light guide ( Acrylic + two adhesive layers). Another lightguide was made of 3M Company's 0.08 "(0.20 cm) thick transparent VHB to produce a 0.108" (0.274 cm) thick lightguide. Prepared by replacing with a single sheet of (trademark) Acrylic Tape 4918.
クロストーク及び均一性に関する各バックライトの性能は、実施例7に関して上で説明したように測定した。結果を、セルキャストアクリルを含む光ガイドに関しては図17a及び17bに、VHB(商標)テープを含む光ガイドに関しては図18a及び18bに示す。 The performance of each backlight with respect to crosstalk and uniformity was measured as described above for Example 7. The results are shown in FIGS. 17a and 17b for a light guide containing cell cast acrylic and in FIGS. 18a and 18b for a light guide containing VHB ™ tape.
実施例9.PSA系光ガイド。 Example 9 PSA light guide.
3”(7.6cm)対角ディスプレイのための原型PSA系光ガイドは、光ガイド(0.021”(0.053cm)の光ガイド総厚)として、3層の0.007”(0.018cm)の厚さの光学的に透明な接着剤を使用して作製した。実施例7のレンズ状及び抽出器フィルムを、それぞれ、接着剤の上部及び底部表面に積層した。完成した光ガイドは、約0.041”(0.104cm)の総厚を有した。クロストークに関するバックライトの性能、及び均一性を、実施例7に関して上で説明したように測定した。結果を、図19a及び19bに示す。
以下に、本願発明に関連する発明の実施形態について列挙する。
[実施形態1]
粘弾性光ガイドと、
前記粘弾性光ガイド上に配置され、複数の相互接続された前記ナノボイドを含む、ナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態2]
前記相互接続されたナノボイドが、約0.7ミクロン未満の平均サイズを有する、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態3]
前記ナノボイド化ポリマー層が、約1.15〜約1.45の有効屈折率を有する、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態4]
前記ナノボイド化ポリマー層が、結合剤と複数のナノ粒子とを含み、前記結合剤と前記複数のナノ粒子との重量比が約1:2を上回り、かつ前記ナノボイド化ポリマー層における前記相互接続されたナノボイドの体積分率が、約20%以上である、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態5]
前記ナノ粒子が、前記結合剤に化学結合される反応基を含む、実施形態4に記載の照明装置。
[実施形態6]
前記ナノ粒子が、前記結合剤に化学結合されない、実施形態4に記載の照明装置。
[実施形態7]
前記ナノ粒子が、約2以上である平均アスペクト比を有する、細長い粒子を含む、実施形態4に記載の照明装置。
[実施形態8]
前記ナノ粒子が、球状粒子を含む、実施形態4に記載の照明装置。
[実施形態9]
前記結合剤と前記複数のナノ粒子との重量比が、約30:70〜約90:10の範囲である、実施形態4に記載の照明装置。
[実施形態10]
前記結合剤が架橋される、実施形態4に記載の照明装置。
[実施形態11]
前記結合剤が、多官能(メタ)アクリレートとウレタンオリゴマーとを含む、実施形態4に記載の照明装置。
[実施形態12]
前記ナノボイド化ポリマー層が、約5um未満の厚さを有する、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態13]
前記粘弾性光ガイドが、感圧性接着剤を含む、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態14]
前記光学物品が、前記ナノボイド化ポリマー層と反対側の前記粘弾性光ガイド上に配置される接着剤層を更に含む、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態15]
前記光学物品が、前記粘弾性光ガイドと反対側の前記ナノボイド化ポリマー層上に配置される基材を更に含む、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態16]
前記光学物品が、複数の特徴部を含まない外側表面を有する、実施形態15に記載の照明装置。
[実施形態17]
前記光学物品が、前記粘弾性光ガイドと反対側の前記ナノボイド化ポリマー層上に配置される接着剤層を更に含む、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態18]
前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態19]
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射するように配向される、実施形態18に記載の照明装置。
[実施形態20]
前記特徴部が、キューブコーナー、円筒レンズ、又は線状のプリズムを含む、実施形態18に記載の照明装置。
[実施形態21]
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出するように配向される、実施形態18に記載の照明装置。
[実施形態22]
粘弾性光ガイドと基材との間に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含む、ナノボイド化ポリマー層と、
前記ナノボイド化ポリマー層と前記粘弾性光ガイドとの間に形成され、複数の第1の特徴部を含む、第1の境界面と、
前記ナノボイド化ポリマー層と前記基材との間に形成され、複数の第2の特徴部を含む、第2の境界面と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態23]
前記光学物品が、対向する外側表面を含み、各外側表面が複数の特徴部を含まない、実施形態22に記載の照明装置。
[実施形態24]
前記基材が、多層光学フィルムを含む、実施形態22に記載の光アセンブリ。
[実施形態25]
基材と、複数の相互接続されたナノボイドを含むナノボイド化ポリマー層との間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態26]
前記基材が、光透過性基材を含む、実施形態25に記載の照明装置。
[実施形態27]
前記基材が、多層光学フィルムを含む、実施形態25に記載の照明装置。
[実施形態28]
前記基材が、リフレクターを含む、実施形態25に記載の照明装置。
[実施形態29]
前記基材が、第2のナノボイド化ポリマー層を含み、前記第2のナノボイド化ポリマー層が、複数の第2の相互接続されたナノボイドを含む、実施形態25に記載の照明装置。
[実施形態30]
前記基材が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出及び放出する、実施形態25に記載の照明装置。
[実施形態31]
前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、実施形態25に記載の照明装置。
[実施形態32]
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射するように配向される、実施形態31に記載の照明装置。
[実施形態33]
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出するように配向される、実施形態31に記載の照明装置。
[実施形態34]
前記粘弾性光ガイドと前記基材との間に形成される前記境界面が、複数の特徴部を含む、実施形態25に記載の照明装置。
[実施形態35]
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射するように配向される、実施形態34に記載の照明装置。
[実施形態36]
前記特徴部が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出するように配向される、実施形態34に記載の照明装置。
[実施形態37]
照明装置であって、
ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記ナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が複数の第1の特徴部を含み、かつ前記境界面と反対側の前記粘弾性光ガイドの表面が、複数の第2の特徴部を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態38]
前記第1の又は第2の特徴部のいずれかが前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射し、かつ前記第1の又は第2の特徴部の他方が前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する、実施形態37に記載の照明装置。
[実施形態39]
照明装置であって、
第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記第1のナノボイド化ポリマー層が複数の第1の相互接続されたナノボイドを含み、前記第2のナノボイド化ポリマー層が複数の第2の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記第1のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第1の境界面が複数の第1の特徴部を含み、かつ前記粘弾性光ガイドと前記第2のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第2の境界面が複数の第2の特徴部を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態40]
前記第1の又は第2の特徴部のいずれかが前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射し、かつ前記第1の又は第2の特徴部の他方が前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する、実施形態39に記載の照明装置。
[実施形態41]
照明装置であって、
第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記第1のナノボイド化ポリマー層が複数の第1の相互接続されたナノボイドを含み、前記第2のナノボイド化ポリマー層が複数の第2の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記第1のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第1の境界面が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する複数の第1の特徴部を含み、前記粘弾性光ガイドと前記第2のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第2の境界面が前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射する複数の第2の特徴部を含み、かつ基材が前記粘弾性光ガイドの反対の前記第1のナノボイド化層上に配置され、前記第1のナノボイド化層と前記基材との間に形成される第3の境界面が線状のプリズムのアレイを含み、かつ前記第3の境界面と反対側の前記基材の表面が円筒レンズのアレイを含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、前記光源と、を含む、照明装置。
[実施形態42]
粘弾性層と接着剤層とを含む、粘弾性光ガイドと、
前記粘弾性光ガイドと反対側の接着剤層の上に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含む、ナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態43]
前記粘弾性層が、第2の接着剤層である、実施形態42に記載の照明装置。
[実施形態44]
前記接着剤層と前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、実施形態42に記載の照明装置。
[実施形態45]
第1の及び第2の接着剤層の間に配置される粘弾性層を含む、粘弾性光ガイドと、
前記粘弾性層と反対側の前記第1の接着剤層上に配置され、複数の第1の相互接続されたナノボイドを含む、第1のナノボイド化ポリマー層と、を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態46]
前記第1の接着剤層と前記第1のナノボイド化ポリマー層との間に形成される境界面が、複数の特徴部を含む、実施形態45に記載の照明装置。
[実施形態47]
前記光学物品が前記粘弾性層と反対側の前記第2の接着剤層上に配置される第2のナノボイド化ポリマー層を更に含み、前記第2のナノボイド化ポリマー層が複数の第2の相互接続されたナノボイドを含む、実施形態45に記載の照明装置。
[実施形態48]
照明装置であって、
ナノボイド化ポリマー層上に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記ナノボイド化ポリマー層が複数の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記ナノボイド化ポリマー層との間に形成される第1の境界面が複数の第1の特徴部を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、を含む、照明装置。
[実施形態49]
前記光学物品が接着剤層によって前記ナノボイド化層に接着される基材を更に含み、前記基材と前記接着剤層との間に形成される第2の境界面が線状のプリズムのアレイを含み、かつ前記第3の境界面と反対側の前記基材の表面が円筒レンズのアレイを含む、実施形態48に記載の照明装置。
[実施形態50]
前記光学物品が、画像を提供する、実施形態1に記載の照明装置。
[実施形態51]
実施形態1に記載の照明装置を含む、標示又はマーキング。
[実施形態52]
表示パネルと、実施形態1に記載の照明装置とを含む、表示装置。
The original PSA-based light guide for a 3 ″ (7.6 cm) diagonal display has three layers of 0.007 ″ (0. 018 cm) thick optically clear adhesive, the lenticular and extractor films of Example 7 were laminated to the top and bottom surfaces of the adhesive, respectively. And a total thickness of about 0.041 "(0.104 cm). Backlight performance and uniformity with respect to crosstalk was measured as described above for Example 7. The results are shown in FIGS. 19a and 19b.
Embodiments related to the present invention are listed below.
[Embodiment 1]
A viscoelastic light guide,
An optical article comprising a nanovoided polymer layer disposed on the viscoelastic lightguide and comprising a plurality of interconnected nanovoids;
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Embodiment 2]
The lighting device of embodiment 1, wherein the interconnected nanovoids have an average size of less than about 0.7 microns.
[Embodiment 3]
The lighting device of embodiment 1, wherein the nanovoided polymer layer has an effective refractive index of about 1.15 to about 1.45.
[Embodiment 4]
The nanovoided polymer layer includes a binder and a plurality of nanoparticles, the weight ratio of the binder to the plurality of nanoparticles is greater than about 1: 2, and the interconnected in the nanovoided polymer layer The illumination device according to embodiment 1, wherein the volume fraction of the nanovoids is about 20% or more.
[Embodiment 5]
The lighting device of
[Embodiment 6]
The lighting device of
[Embodiment 7]
The lighting device of
[Embodiment 8]
The lighting device according to
[Embodiment 9]
The lighting device of
[Embodiment 10]
The lighting device of
[Embodiment 11]
The lighting device according to
[Embodiment 12]
The lighting device of embodiment 1, wherein the nanovoided polymer layer has a thickness of less than about 5 um.
[Embodiment 13]
The lighting device of embodiment 1, wherein the viscoelastic lightguide includes a pressure sensitive adhesive.
[Embodiment 14]
The lighting device of embodiment 1, wherein the optical article further comprises an adhesive layer disposed on the viscoelastic lightguide opposite the nanovoided polymer layer.
[Embodiment 15]
The lighting device of embodiment 1, wherein the optical article further comprises a substrate disposed on the nanovoided polymer layer opposite the viscoelastic lightguide.
[Embodiment 16]
The lighting device of
[Embodiment 17]
The lighting device of embodiment 1, wherein the optical article further comprises an adhesive layer disposed on the nanovoided polymer layer opposite the viscoelastic lightguide.
[Embodiment 18]
The lighting device of embodiment 1, wherein an interface formed between the viscoelastic light guide and the nanovoided polymer layer includes a plurality of features.
[Embodiment 19]
The lighting device of
[Embodiment 20]
The lighting device according to
[Embodiment 21]
The lighting device of
[Embodiment 22]
A nanovoided polymer layer disposed between the viscoelastic lightguide and the substrate and comprising a plurality of interconnected nanovoids;
A first interface formed between the nanovoided polymer layer and the viscoelastic lightguide and including a plurality of first features;
An optical article comprising a second interface formed between the nanovoided polymer layer and the substrate and comprising a plurality of second features;
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Embodiment 23]
The lighting device of embodiment 22, wherein the optical article includes opposing outer surfaces, each outer surface not including a plurality of features.
[Embodiment 24]
Embodiment 23. The light assembly of embodiment 22, wherein the substrate comprises a multilayer optical film.
[Embodiment 25]
An optical article comprising a viscoelastic lightguide disposed between a substrate and a nanovoided polymer layer comprising a plurality of interconnected nanovoids;
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Embodiment 26]
The lighting device of
[Embodiment 27]
The lighting device of
[Embodiment 28]
The lighting device of
[Embodiment 29]
26. The lighting device of
[Embodiment 30]
Embodiment 26. The illumination device of
[Embodiment 31]
26. The lighting device of
[Third Embodiment]
32. The illumination device of embodiment 31, wherein the feature is oriented to reflect light being conveyed in the viscoelastic lightguide.
[Embodiment 33]
32. The illumination device of embodiment 31, wherein the feature is oriented to extract light being conveyed in the viscoelastic lightguide.
[Embodiment 34]
The illumination device according to
[Embodiment 35]
35. The illumination device of embodiment 34, wherein the feature is oriented to reflect light being conveyed in the viscoelastic lightguide.
[Embodiment 36]
35. The lighting device of embodiment 34, wherein the feature is oriented to extract light being carried in the viscoelastic lightguide.
[Embodiment 37]
A lighting device,
An optical article comprising a viscoelastic lightguide disposed on a nanovoided polymer layer, wherein the nanovoided polymer layer comprises a plurality of interconnected nanovoids, the viscoelastic lightguide and the nanovoided polymer layer An optical article, wherein an interface formed therebetween includes a plurality of first features, and a surface of the viscoelastic light guide opposite the interface includes a plurality of second features;
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Thirty-eighth embodiment]
Either the first or second feature reflects light carried in the viscoelastic light guide, and the other of the first or second feature is in the viscoelastic light guide. 38. The illuminating device according to embodiment 37, wherein the light that is being transported is extracted.
[Embodiment 39]
A lighting device,
An optical article comprising a viscoelastic lightguide disposed between first and second nanovoided polymer layers, wherein the first nanovoided polymer layer comprises a plurality of first interconnected nanovoids The second nanovoided polymer layer includes a plurality of second interconnected nanovoids, and a first interface formed between the viscoelastic lightguide and the first nanovoided polymer layer comprises: An optical article comprising a plurality of first features and wherein a second interface formed between the viscoelastic lightguide and the second nanovoided polymer layer comprises a plurality of second features When,
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Embodiment 40]
Either the first or second feature reflects light carried in the viscoelastic light guide, and the other of the first or second feature is in the viscoelastic light guide. 40. The illuminating device according to embodiment 39, wherein the light that is being transported is extracted.
[Embodiment 41]
A lighting device,
An optical article comprising a viscoelastic lightguide disposed between first and second nanovoided polymer layers, wherein the first nanovoided polymer layer comprises a plurality of first interconnected nanovoids The second nanovoided polymer layer includes a plurality of second interconnected nanovoids, and a first interface formed between the viscoelastic lightguide and the first nanovoided polymer layer comprises: A second feature formed between the viscoelastic light guide and the second nanovoided polymer layer, wherein the second feature includes a plurality of first features for extracting light carried in the viscoelastic light guide. A boundary surface includes a plurality of second features that reflect light carried in the viscoelastic lightguide, and a substrate is disposed on the first nanovoided layer opposite the viscoelastic lightguide Said first nanovoided layer and An optical system wherein a third interface formed between the substrate and the substrate includes an array of linear prisms, and the surface of the substrate opposite to the third interface includes an array of cylindrical lenses. Goods,
The light source optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection; Including lighting device.
[Embodiment 42]
A viscoelastic light guide comprising a viscoelastic layer and an adhesive layer;
An optical article comprising a nanovoided polymer layer disposed on an adhesive layer opposite the viscoelastic lightguide and comprising a plurality of interconnected nanovoids;
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Embodiment 43]
43. A lighting device according to embodiment 42, wherein the viscoelastic layer is a second adhesive layer.
[Embodiment 44]
43. A lighting device according to embodiment 42, wherein an interface formed between the adhesive layer and the nanovoided polymer layer includes a plurality of features.
[Embodiment 45]
A viscoelastic lightguide comprising a viscoelastic layer disposed between the first and second adhesive layers;
An optical article comprising: a first nanovoided polymer layer disposed on the first adhesive layer opposite the viscoelastic layer and comprising a plurality of first interconnected nanovoids;
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Embodiment 46]
46. The lighting device of
[Embodiment 47]
The optical article further includes a second nanovoided polymer layer disposed on the second adhesive layer opposite the viscoelastic layer, wherein the second nanovoided polymer layer includes a plurality of second mutual voids. 46. The lighting device of
[Embodiment 48]
A lighting device,
An optical article comprising a viscoelastic lightguide disposed on a nanovoided polymer layer, wherein the nanovoided polymer layer comprises a plurality of interconnected nanovoids, the viscoelastic lightguide and the nanovoided polymer layer An optical article, wherein a first interface formed therebetween includes a plurality of first features;
A light source that is optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection. , Lighting equipment.
[Embodiment 49]
The optical article further includes a base material bonded to the nanovoided layer by an adhesive layer, and a second boundary surface formed between the base material and the adhesive layer is an array of linear prisms. 49. The illumination device of embodiment 48, including and the surface of the substrate opposite the third interface includes an array of cylindrical lenses.
[Embodiment 50]
The illumination device according to embodiment 1, wherein the optical article provides an image.
[Embodiment 51]
A marking or marking including the lighting device according to the first embodiment.
[Embodiment 52]
A display device including a display panel and the illumination device according to the first embodiment.
Claims (3)
前記粘弾性光ガイド上に配置され、複数の相互接続されたナノボイドを含む、ナノボイド化ポリマー層と、
を含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、
を含み、前記粘弾性光ガイドが感圧性接着剤を含むものである、照明装置。 A viscoelastic light guide,
Disposed on the viscoelastic lightguide comprises a plurality of interconnected Na Noboido, and nanovoids polymer layer,
An optical article comprising:
A light source optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection;
Only including, the viscoelastic lightguide is intended to include pressure sensitive adhesives, the lighting device.
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、光源と、
を含み、前記粘弾性光ガイドが感圧性接着剤を含むものである、照明装置。 An optical article comprising a viscoelastic lightguide disposed between a substrate and a nanovoided polymer layer comprising a plurality of interconnected nanovoids;
A light source optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is conveyed within the light guide by total internal reflection;
Only including, the viscoelastic lightguide is intended to include pressure sensitive adhesives, the lighting device.
第1の及び第2のナノボイド化ポリマー層の間に配置される粘弾性光ガイドを含む光学物品であって、前記第1のナノボイド化ポリマー層が複数の第1の相互接続されたナノボイドを含み、前記第2のナノボイド化ポリマー層が複数の第2の相互接続されたナノボイドを含み、前記粘弾性光ガイドと前記第1のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第1の境界面が、前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を抽出する複数の第1の特徴部を含み、前記粘弾性光ガイドと前記第2のナノボイド化ポリマー層との間に形成される第2の境界面が前記粘弾性光ガイド内で搬送されている光を反射する複数の第2の特徴部を含み、かつ基材が前記粘弾性光ガイドの反対の前記第1のナノボイド化層上に配置され、前記第1のナノボイド化層と前記基材との間に形成される第3の境界面が線状のプリズムのアレイを含み、かつ前記第3の境界面と反対側の前記基材の表面が円筒レンズのアレイを含む、光学物品と、
光源によって放出される光が、前記粘弾性光ガイドに進入し、全内部反射によって前記光ガイド内で搬送されるように、前記粘弾性光ガイドに光学的に結合される、前記光源と、
を含む、照明装置。 A lighting device,
An optical article comprising a viscoelastic lightguide disposed between first and second nanovoided polymer layers, wherein the first nanovoided polymer layer comprises a plurality of first interconnected nanovoids The second nanovoided polymer layer includes a plurality of second interconnected nanovoids, and a first interface formed between the viscoelastic lightguide and the first nanovoided polymer layer comprises: A second feature formed between the viscoelastic light guide and the second nanovoided polymer layer, wherein the second feature includes a plurality of first features for extracting light carried in the viscoelastic light guide. A boundary surface includes a plurality of second features that reflect light carried in the viscoelastic lightguide, and a substrate is disposed on the first nanovoided layer opposite the viscoelastic lightguide Said first nanovoided layer and An optical system wherein a third interface formed between the substrate and the substrate includes an array of linear prisms, and the surface of the substrate opposite to the third interface includes an array of cylindrical lenses. Goods,
The light source optically coupled to the viscoelastic light guide such that light emitted by the light source enters the viscoelastic light guide and is transported within the light guide by total internal reflection;
Including a lighting device.
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